Искусство программирования: стек и очередь

Оглавление:

1. Введение в статью
2. Что такое стек
3. Преимущества использования стека
4. Основные операции стека
5. Реализация стека с использованием массива
6. Пример кода на стеке
7. Что такое очередь
8. Преимущества использования очереди
9. Основные операции очереди
10. Реализация очереди с использованием связанного списка
11. Пример кода на очереди

💡 Введение в статью

В этой статье мы поговорим о двух новых контейнерных структурах - стеке и очереди. Мы рассмотрим их преимущества и основные операции, а также реализацию с использованием массива и связанного списка. Оба этих контейнера строятся на основе списка, но в них есть особенность - ограниченный доступ к данным.

🔥 Что такое стек

🔹 Преимущества использования стека

Операции стека:

1. Push: добавление элемента в стек.
2. Pop: удаление и возвращение верхнего элемента стека.
3. Top: возвращение значения верхнего элемента без его удаления.

Пример реализации стека с использованием массива:

class Stack:
    def __init__(self, size):
        self.size = size
        self.stack = []

    def push(self, element):
        if len(self.stack) < self.size:
            self.stack.append(element)
        else:
            print("Стек переполнен")

    def pop(self):
        if len(self.stack) > 0:
            return self.stack.pop()
        else:
            print("Стек пуст")

    def top(self):
        if len(self.stack) > 0:
            return self.stack[-1]
        else:
            print("Стек пуст")

    def is_empty(self):
        return len(self.stack) == 0

🔥 Что такое очередь

🔹 Преимущества использования очереди

Операции очереди:

1. Enqueue: добавление элемента в конец очереди.
2. Dequeue: удаление и возвращение элемента из начала очереди.
3. Front: возвращение значения первого элемента без его удаления.
4. Rear: возвращение значения последнего элемента без его удаления.

Пример реализации очереди с использованием связанного списка:

class Queue:
    def __init__(self):
        self.front = None
        self.rear = None

    def enqueue(self, element):
        node = Node(element)
        if self.is_empty():
            self.front = node
            self.rear = node
        else:
            self.rear.next = node
            self.rear = node

    def dequeue(self):
        if not self.is_empty():
            temp = self.front
            self.front = self.front.next
            if self.front is None:
                self.rear = None
            return temp.data

    def front(self):
        if not self.is_empty():
            return self.front.data

    def rear(self):
        if not self.is_empty():
            return self.rear.data

    def is_empty(self):
        return self.front is None

Теперь, когда мы познакомились с основными принципами стека и очереди, их преимуществами и операциями, вы можете приступить к использованию этих мощных инструментов в своих программах. Надеюсь, данная статья поможет вам в разработке и значительно упростит ваш код. Удачи!

🔍 FAQ

1. В чем разница между стеком и очередью?

   • В стеке элементы добавляются и удаляются только с одного конца, тогда как в очереди добавление элементов происходит в один конец, а удаление - из другого.

2. Каковы преимущества использования связанного списка для реализации очереди?

   • Связанный список позволяет легко добавлять и удалять элементы в начале и конце очереди, без необходимости переупорядочивания других элементов.

3. Какой контейнер использовать, стек или очередь?

   • Если вам нужно отслеживать только последний добавленный элемент и работать с ним, то лучше использовать стек. Если вам нужен доступ к обоим концам списка, то очередь может быть более подходящим выбором.

🔗 Ресурсы

• Стек на W3Schools
• Очередь на TutorialsPoint