Структура података стека и имплементација у Питхон, Јава и Ц / Ц ++

У овом упутству ћете научити о структури података стека и њиховој примени у Питхон-у, Јави и Ц / Ц ++.

Стек је корисна структура података у програмирању. Баш је попут гомиле плоча које се држе једна на другој.

Приказ слога сличан гомили плоче

Размислите о стварима које можете учинити са таквом гомилом плоча

  • Ставите нову плочу на врх
  • Уклоните горњу плочу

Ако желите плочу на дну, прво морате уклонити све плоче на врху. Такав аранжман се назива Ласт Ин Фирст Оут - Последња ставка која је прва ставка која изађе.

ЛИФО принцип слога

У програмском смислу, стављање предмета на врх стека назива се гурање, а уклањање предмета назива се поп .

Стацк пусх и поп операције

На горњој слици, иако је ставка 2 задња задржана, прво је уклоњена - тако да следи принцип Ласт Ин Фирст Оут (ЛИФО) .

Можемо имплементирати стек у било који програмски језик попут Ц, Ц ++, Јава, Питхон или Ц #, али спецификација је приближно иста.

Основне операције стека

Стек је објекат (апстрактни тип података - АДТ) који омогућава следеће операције:

  • Гурање : Додајте елемент на врх стека
  • Поп : Уклоните елемент са врха стека
  • ИсЕмпти : Проверите да ли је стек празан
  • ИсФулл : Проверите да ли је стек пун
  • Завирите : Добијте вредност горњег елемента без уклањања

Рад структуре података стека

Операције раде на следећи начин:

  1. Показивач зван ТОП користи се за праћење горњег елемента у стеку.
  2. При иницијализацији стека, постављамо његову вредност на -1, тако да упоређивањем можемо да проверимо да ли је стек празан TOP == -1.
  3. Притиском на елемент повећавамо вредност ТОП-а и постављамо нови елемент у положај на који показује ТОП.
  4. По пуцању елемента враћамо елемент на који показује ТОП и смањујемо његову вредност.
  5. Пре гурања, проверимо да ли је стог већ пун
  6. Пре искакања, проверимо да ли је стек већ празан
Рад структуре података стека

Стек имплементације у Питхон, Јава, Ц и Ц ++

Најчешћа примена стека је коришћење низова, али се такође може применити помоћу листа.

Питхон Јава Ц Ц + 
 # 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.

Занимљиви Чланци...