Duomenų struktūra ir įgyvendinimas „Python“, „Java“ ir „C / C ++“

Šioje pamokoje sužinosite apie kamino duomenų struktūrą ir jų įgyvendinimą „Python“, „Java“ ir „C / C ++“.

Šūsnis yra naudinga duomenų struktūra programuojant. Tai yra tarsi plokščių krūva, laikoma viena ant kitos.

Krūvos atvaizdas panašus į plokštės krūvą

Pagalvokite, ką galite padaryti su tokia plokščių krūva

  • Ant viršaus uždėkite naują plokštelę
  • Nuimkite viršutinę plokštę

Jei norite, kad plokštė būtų apačioje, pirmiausia turite nuimti visas plokštes viršuje. Toks susitarimas vadinamas „ Last In First Out“ - paskutiniu elementu, kuris išnyksta pirmas.

LIFO „Stack“ principas

Programavimo požiūriu elemento uždėjimas ant kamino yra vadinamas stūmimu, o elemento pašalinimas - pop .

„Stack Push“ ir „Pop“ operacijos

Anksčiau pateiktame paveikslėlyje, nors 2 punktas ir liko paskutinis, jis pirmiausia buvo pašalintas, taigi jis vadovaujasi „Last In First Out“ (LIFO) principu.

Mes galime įdiegti kaminą bet kuria programavimo kalba, pvz., C, C ++, Java, Python ar C #, tačiau specifikacija yra beveik tokia pati.

Pagrindinės kamino operacijos

Šūsnis yra objektas (abstraktus duomenų tipas - ADT), leidžiantis atlikti šias operacijas:

  • Stumti : pridėkite elementą prie kamino viršaus
  • Pop : pašalinkite elementą iš kamino viršaus
  • „IsEmpty“ : patikrinkite, ar kaminas tuščias
  • IsFull : Patikrinkite, ar kaminas pilnas
  • Žvilgtelėjimas : gaukite viršutinio elemento vertę jo nepašalinę

„Stack“ duomenų struktūros darbas

Operacijos veikia taip:

  1. Rodyklė, vadinama TOP, naudojama norint sekti viršutinį kamino elementą.
  2. Inicijuodami kaminą, jo vertę nustatėme į -1, kad palyginę galėtume patikrinti, ar kaminas tuščias TOP == -1.
  3. Stumdami elementą, mes padidiname TOP vertę ir pastatome naują elementą į vietą, į kurią nukreipta TOP.
  4. Paleidus elementą, mes grąžiname elementą, kurį nurodo TOP, ir sumažiname jo vertę.
  5. Prieš stumdami patikriname, ar kaminas jau pilnas
  6. Prieš iššokdami patikriname, ar kaminas jau tuščias
„Stack“ duomenų struktūros darbas

Sukraukite „Python“, „Java“, C ir C ++ diegimus

Dažniausiai kamino diegimas naudojamas naudojant masyvus, tačiau jis taip pat gali būti įgyvendinamas naudojant sąrašus.

„Python Java C C +“ 
 # Stack implementation in python # Creating a stack def create_stack(): stack = () return stack # Creating an empty stack def check_empty(stack): return len(stack) == 0 # Adding items into the stack def push(stack, item): stack.append(item) print("pushed item: " + item) # Removing an element from the stack def pop(stack): if (check_empty(stack)): return "stack is empty" return stack.pop() stack = create_stack() push(stack, str(1)) push(stack, str(2)) push(stack, str(3)) push(stack, str(4)) print("popped item: " + pop(stack)) print("stack after popping an element: " + str(stack)) 
 // Stack implementation in Java class Stack ( private int arr(); private int top; private int capacity; // Creating a stack Stack(int size) ( arr = new int(size); capacity = size; top = -1; ) // Add elements into stack public void push(int x) ( if (isFull()) ( System.out.println("OverFlowProgram Terminated"); System.exit(1); ) System.out.println("Inserting " + x); arr(++top) = x; ) // Remove element from stack public int pop() ( if (isEmpty()) ( System.out.println("STACK EMPTY"); System.exit(1); ) return arr(top--); ) // Utility function to return the size of the stack public int size() ( return top + 1; ) // Check if the stack is empty public Boolean isEmpty() ( return top == -1; ) // Check if the stack is full public Boolean isFull() ( return top == capacity - 1; ) public void printStack() ( for (int i = 0; i <= top; i++) ( System.out.println(arr(i)); ) ) public static void main(String() args) ( Stack stack = new Stack(5); stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); stack.push(4); stack.pop(); System.out.println("After popping out"); stack.printStack(); ) )
 // Stack implementation in C #include #include #define MAX 10 int count = 0; // Creating a stack struct stack ( int items(MAX); int top; ); typedef struct stack st; void createEmptyStack(st *s) ( s->top = -1; ) // Check if the stack is full int isfull(st *s) ( if (s->top == MAX - 1) return 1; else return 0; ) // Check if the stack is empty int isempty(st *s) ( if (s->top == -1) return 1; else return 0; ) // Add elements into stack void push(st *s, int newitem) ( if (isfull(s)) ( printf("STACK FULL"); ) else ( s->top++; s->items(s->top) = newitem; ) count++; ) // Remove element from stack void pop(st *s) ( if (isempty(s)) ( printf(" STACK EMPTY "); ) else ( printf("Item popped= %d", s->items(s->top)); s->top--; ) count--; printf(""); ) // Print elements of stack void printStack(st *s) ( printf("Stack: "); for (int i = 0; i items(i)); ) printf(""); ) // Driver code int main() ( int ch; st *s = (st *)malloc(sizeof(st)); createEmptyStack(s); push(s, 1); push(s, 2); push(s, 3); push(s, 4); printStack(s); pop(s); printf("After popping out"); printStack(s); )
 // Stack implementation in C++ #include #include using namespace std; #define MAX 10 int size = 0; // Creating a stack struct stack ( int items(MAX); int top; ); typedef struct stack st; void createEmptyStack(st *s) ( s->top = -1; ) // Check if the stack is full int isfull(st *s) ( if (s->top == MAX - 1) return 1; else return 0; ) // Check if the stack is empty int isempty(st *s) ( if (s->top == -1) return 1; else return 0; ) // Add elements into stack void push(st *s, int newitem) ( if (isfull(s)) ( printf("STACK FULL"); ) else ( s->top++; s->items(s->top) = newitem; ) size++; ) // Remove element from stack void pop(st *s) ( if (isempty(s)) ( printf(" STACK EMPTY "); ) else ( printf("Item popped= %d", s->items(s->top)); s->top--; ) size--; cout << endl; ) // Print elements of stack void printStack(st *s) ( printf("Stack: "); for (int i = 0; i < size; i++) ( cout

Stack Time Complexity

For the array-based implementation of a stack, the push and pop operations take constant time, i.e. O(1).

Applications of Stack Data Structure

Although stack is a simple data structure to implement, it is very powerful. The most common uses of a stack are:

  • To reverse a word - Put all the letters in a stack and pop them out. Because of the LIFO order of stack, you will get the letters in reverse order.
  • In compilers - Compilers use the stack to calculate the value of expressions like 2 + 4 / 5 * (7 - 9) by converting the expression to prefix or postfix form.
  • In browsers - The back button in a browser saves all the URLs you have visited previously in a stack. Each time you visit a new page, it is added on top of the stack. When you press the back button, the current URL is removed from the stack, and the previous URL is accessed.

Įdomios straipsniai...