Transcript Chapter_Stack_Queue_12
Stack and Queue
Cấu Trúc Dữ Liệu & Giải Thuật
GV : Phạm Ngọc Nam Khoa : CNTT Email: [email protected]
Stack (Ngăn xếp)
Giới thiệu Các thao tác cơ bản Các ứng dụng 2
Queue (Hàng Đợi)
Giới thiệu Các thao tác cơ bản Ứng dụng 3
Giới thiệu Một số hình ảnh thông dụng
Một chồng Sách Vở ở trên bàn Một chồng Đĩa Nhận xét gì từ các ví dụ trên?
4
Giới thiệu Định nghĩa:
Ngăn xếp là cấu trúc chứa các đối tượng làm việc theo cơ chế “ vào sau ra trước” (Last in First out).
đối tượng có thể được thêm vào bất kỳ lúc nào, nhưng chỉ có đối tượng vào sau cùng mới được phép lây ra khỏi ngăn xếp.
5
Các thao tác trên ngăn xếp
Lưu trữ Ngăn Xếp.
khởi tạo Stack rỗng Kiểm tra Ngăn Xếp rỗng.
Thêm một phần tử vào Ngăn Xếp.
Lấy một phần tử ra khỏi Ngăn Xếp.
Lấy thông tin của phần tử đầu Ngăn Xếp.
6
Lưu trữ Stack bằng DSLK
phần tử mới thêm nằm ở đầu danh sách Thêm vào đầu danh sách(AddHead): Truy xuất danh sách: Truy xuất phần tử nằm ở đầu trước.
=> Thích hợp với tính chất của Ngăn Xếp.
7
Lưu trữ Stack bằng DSLK
8
Lưu trữ Stack bằng DSLK
Cài đặt khai báo cấu trúc 1 phần tử trong Stack struct NodeStack{ }; dataType data; NodeStack *pNext; khai báo cấu trúc Stack }; struct Stack{ int count; NodeStack *pHead; 9
Khởi tạo Stack
Cài đặt: void InitStack(Stack &s) { s.count = 0; s.pHead==NULL) } 10
Kiểm tra Stack Rỗng
Ngăn xếp rỗng khi không chứa phần tử nào.
Cài đặt: bool IsEmpty(const Stack s) { if(s.pHead==NULL) return true; return false; } 11
Kiểm tra Stack đầy
nhớ.
Ngăn xếp đầy khi không thể cấp phát thêm vùng Khi thêm 1 phần tử vào Ngăn Xếp, nếu không cấp phát được vùng nhớ => Thông báo ngăn xếp đầy.
bool { IsFull(const Stack &s) NodeStack *pNew=new NodeStack; if(pNew == NULL)// nếu ko tạo đc stack đầy return return true; false;// stack ko đầy } 12
Thêm một phần tử
Giải Thuật: Tương tự thao tác thêm đầu(AddHead).
Nếu không thêm được(do không cấp phát được vùng nhớ) trả về giá trị cho biết ngăn xếp đầy.
Cài đặt: 13
Thêm một phần tử
Cài đặt: { int Push(Stack &s, int x) NodeStack *pNew = new NodeStack; if(pNew == NULL) return 0;// ko cấp phát được vùng nhớ, stack đầy pNew -> data = x; pNew -> pNext = NULL; if(s.pHead == NULL){ s.pHead = pNew; return 1; } else{ pNew -> pNext = s.pHead; s.pHead = pNew; return 1; } } 14
Thêm một phần tử
} Cài đặt cách khác { int Push(Stack &s, int x) if(IsFull(s)) return 0;// stack đầy ko thêm đc NodeStack *pNew = new NodeStack; pNew -> data = x; pNew -> pNext = s.pHead; s.pHead = pNew; s.count ++; return 1; // thêm thành công 15
Lấy một phần tử ra khỏi ngăn xếp
Lấy đối tượng ở đầu Ngăn Xếp ra khỏi Ngăn Xếp và trả về giá trị của đối tượng đó.
Nếu Stack rỗng báo lỗi.
Thuật toán: kiểm tra Ngăn Xếp rỗng hay không Nếu không: Ghi nhận giá trị của phần tử ở đầu Ngăn Xếp.
Xóa phần tử đầu ra khỏi Ngăn Xếp.
Trả về giá trị đã ghi nhận.
16
Lấy một phần tử ra khỏi ngăn xếp
Cài đặt { DataType * Pop(Stack &s) // Kiểm tra Ngăn Xếp rỗng if(……………….) return 0; // Ghi nhận giá trị đầu Ngăn Xếp datatype x= l.pHead->data; // Xóa đầu Ngăn Xếp / / Trả về giá trị đã ghi nhân return …; } 17
Lấy một phần tử ra khỏi ngăn xếp
} Cài đặt { int Pop(Stack &s) if(s.pHead = = NULL) return 0; // stack rỗng không lấy ra được NodeStack * pNew = s.pHead; s.pHead = pNew ->pNext; delete pNew ; s.count --; return 1; // xóa thành công 18
Lấy một phần tử ra khỏi ngăn xếp
} Cài đặt { int Pop(Stack &s, int &outdata) if(IsEmpty(s)) return 0; // stack rỗng không lấy ra được NodeStack * pNew = s.pHead; outdata = pNew -> data; s.pHead = pNew ->pNext; delete pNew ; s.count --; return 1; // lấy ra thành công 19
Các ứng dựng của Stack
Lưu vết trong các giải thuật “back-tracking” Bài toán “N quân hậu” 20
Queue (Hàng Đợi)
Giới thiệu Các thao tác cơ bản Ứng dụng
Giới thiệu
việc theo qui tắc “ Vào sau ra trước(FIFO)”.
Queue là cấu trúc chứa các đối tượng làm Các đối tượng có thể được thêm vào hàng đợi bất kì lúc nào nhưng chỉ có đối tượng thêm vào đầu tiên mới được lấy ra khỏi hàng đợi.
Việc thêm vào diễn ra ở cuối, việc lấy ra diễn ra ở đầu.
22
Các thao tác trên Queue
Lưu trữ Queue.
kiểm tra Queue rỗng Thêm một phần tử vào cuối Queue.
Lấy một phần tử ở đầu ra khỏi Queue.
Lấy thông tin của đối tượng ỏ đầu Queue.
23
Lưu trữ Queue bằng DSLK
tử đầu (pHead) và đuôi (pTail).
Khai báo hàng đợi như một DSLK với phần Phần tử đầu: nơi lấy dữ liệu hàng đợi ra.
Phần tử đuôi: nơi thêm phần tử vào 24
Kiểm tra Queue rỗng
Hàng đợi rỗng khi không có phần tử nào (DS rỗng) Cài đặt { bool IsEmpty(NodeQueue *q) if(q->pHead = = NULL) return true; return false; } 25
Kiểm tra Queue đầy
Hàng đợi đầy khi không thể cấp phát thêm vùng nhớ.
cấp phát được vùng nhớ -> Thông báo hàng đợi đầy Khi thêm 1 phần tử vào hàng đợi, nếu không Cài đặt bool IsFull(…) { if(…) … } 26
Thêm phần tử vào cuối Queue
Giải thuật: Tương tự thao tác thêm cuối.
Nếu không thêm được (do không cấp phát được vùng nhớ) trả về giá trị cho biết hàng đợi đầy Cài đặt: { int EnQueue (NODE *&pHead, NODE *&pTail, Data x) //tạo 1 nút mới if(
Lấy phần tử đầu ra khỏi Queue
Giải thuật: Ghi nhận giá trị của phần tử ở đầu hàng đợi.
Xóa phần tử đầu ra khỏi hàng đợi.
Trả về giá trị đã ghi nhận.
Cài đặt: { Data DeQueue(NODE*& pHead, NODE*& pTail) //kiểm tra Queue rỗng?
if(…) return …; ////ghi nhận giá trị đầu Queue Data x = pHead -> data; //xóa đầu Queue… //trả về giá trị đã ghi nhận return _______; } 28
Lấy phần tử đầu Queue
Giải thuật: Chỉ lấy thông tin của đối tượng đầu hàng đợi mà không hủy đối tượng khỏi hàng đợi.
Cài đặt: Kiểm tra hàng đợi rỗng?
Trả về giá trị của phần tử đầu hàng đợi.
{ Data DeQueue(NODE*& pHead) ….
} 29
Các ứng dựng của Queue
Sử dụng giải 1 số bài toán lý thuyết đồ thị.
… 30