โครงสร้างข้อมูลแบบ stack

เรื่อง Stack

เนื้อหา
- โครงสร้างข้อมูลแบบสแตก
- การดำเนินงานพื้นฐานของสแตก

- การแทนที่ข้อมูลของสแตก
- การประยุกต์ใช้สแตก

จุดประสงค์การเรียนรู้

1. เพื่อให้นักศึกษาทราบโครงสร้างข้อมูลแบบสแตกและการทำงาน
2. เพื่อให้นักศึกษาทราบการดำเนินงานพื้นฐานของสแตก
3. เพื่อให้นักศึกษาทราบการแทนที่ของข้อมูลแบบสแตก

4. เพื่อให้นักศึกษาทราบวิธีการประยุกต์ใช้สแตก

สแตก(Stack)เป็นโครงสร้างข้อมูลที่ ข้อมูลแบบลิเนียร์ลิสต์ ที่มีคุณสมบัติที่ว่าการเพิ่มหรือลบข้อมูลในสแตก จะกระทำที่ปลายข้างเดียวกัน ซึ่งเรียกว่า Topของสแตก (Top Of Stack)และ ลักษณะที่สำคัญของสแตก คือ ข้อมูลที่ใส่หลังสุดจะถูกนำออกมา จากสแตกเป็นลำดับแรกสุด เรียกคุณสมบัตินี้ว่า LIFO (Last In First Out)การดำเนินงานพื้นฐานของสแตกการทำงานต่าง ๆของสแตกจะกระทาที่ปลายข้างหนึ่งของสแตกเท่านั้นดั้งนั้นจะต้องมีตัวชี้ตำแหน่งข้อมูลบนสุดของสแตกด้วยการทำงานของสแตกจะประกอบด้วยกระบวนการ 3กระบวนการที่สำคัญ คือ

1.Push คือ การนำข้อมูลใส่ลงไปในสแตกเช่น สแตก s ต้องการใส่ข้อมูล iในสแตกจะได้ push(s,i)คือ ใส่ข้อมูล i ลงไปที่ท็อปของสแตก sในการเพิ่มข้อมูลลงในสแตก จะต้องทำการ ตรวจสอบว่าสแตก เต็มหรือไม่ ถ้าไม้เต็มก็ สามารถเพิ่มข้อมูลลงไปในสแตกได้แล้วปรับตัวชี้ตำแหน่งให้ไปชี้ที่ตำแหน่งข้อมูลใหม่ ถ้าสแตกเต็ม (Stack Overflow)ก็จะไม่สามารถเพิ่มข้อมูลเขาไปในสแตกได้อีก

2.Pop คือการนำข้อมูลออกจากส่วนบนสุดของสแตกเช่น ต้องการนำข้อมูลออกจากสแตกsไปไว้ที่ตัวแปร iจะได้ i = pop (s)การนำข้อมูลออกจากสแตกถ้าสแตกมีสมาชิกเพียง 1ตัวแล้วนำสมาชิกออกจากสแตก จะเกิดสภาวะสแตกว่าง(Stack Empty) คือ ไม่มีสมาชิกอยู่ในสแตกเลยแต่ถ้าไม่มีสมาชิกในสแตกแล้วทำการ popสแตกจะทำให้เกิดความผิดพลาดที่เรียกว่าStack Underflow เพราะฉะนั้นก่อนนำข้อมูลออกจากสแตกจะต้องตรวจสอบก่อนว่าสแตกว่างหรือเปล่าจึงจะนำข้อมูลออกจากสแตกได้ และ ปรับตัวชี้ตำแหน่งให้ไปชี้ตำแหน่งของข้อมูลที่ต่อจากข้อมูลที่ถูกนำออกไป3.Stack Top ป็นการคัดลอกข้อมูลที่อยู่บนสุดของสแตกแต่ไม่ได้นำเอาข้อมูลนั้นออกจากสแตกตัวอย่าง
การแทนที่ข้อมูลของสแตก
การแทนที่ข้อมูลของสแตกสามารถทำได้ 2 วิธี คือ
1. การแทนที้ข้อมูลของสแตกแบบลิงค์ลิสต
2. การแทนที่ข้อมูลของสแตกแบบอะเรย์
การแทนที่ข้อมูลของสแตกแบบลิงค์ลิสตจะประกอบไปด้วย 2 ส่วน คือ
1. Head Node จะประกอบไปด้วย 2ส่วนคือ top pointer และจำนวนสมาชิกในสแตก
2. Data Node จะประกอบไปด้วยข้อมูล (Data)และพอยเตอร์ ที่ชี้ไปยังข้อมูลการดำเนินการเกี่ยวกับสแตกการดำเนินการเกี่ยวกับสแตก ได้แก่
1. Create Stack
2. Push Stack
3. Pop Stack
4. Stack Top
5. Empty Stack
6. Full Stack
7. Stack Count
8. Destroy Stack

แบบฝึกหัด

1.การนำข้อมูลเข้าสแต็กเรียกว่าอะไร

  ก. Push

  ข. Pop

  ค. Stack

  ง. Top

2. คุณสมบัติของสแต็กที่เรียกว่า LIFO เนื่องจากสาเหตุใด

  ก. มีบัฟเฟอร์สำรองและจัดสรรการเข้าออกของข้อมูล

  ข. ข้อมูลเข้าก่อนออกก่อนข้อมูลเข้าทีหลัง ออกทีหลัง

  ค. ข้อมูลเข้าก่อนออกทีหลัง ข้อมูลเข้าที่หลังออกก่อน

  ง. ข้อมูลเข้าก่อนมีสิทธิออกก่อน หรือทีหลังก็ได้

3. ข้อใดที่กล่าวถึง Operations เกี่ยวกับสแต็กไม่ถูกต้อง

  ก. Push A

  ข. Push 20

  ค. Pop A

  ง. Pop

4. ขณะที่สแต็กว่าง ถ้ามีการดำเนินการ Push W , Push D , Push x , Push Q , หลังจากนั้นทำการ Pop ค่าที่ออกจากแสต็กคือค่าใดบ้าง

  ก. W    D     X       Q

  ข. W    D     Q       X

  ค. Q     X     D      W

  ง. Q     X     W     D5. ข้อใดที่เป็นนิพจน์อินฟิกซ์

  ก. A+B-C

  ข. +AB-C

  ค. +-ABC

  ง. AB+C-

6. ข้อใดที่เป็นนิพจน์โฟสต์ฟิกซ์

  ก. A+B-C

  ข. +AB-C

  ค. +-ABC

  ง. AB+C-

7. ข้อใดเป็น Operators ทั้งหมด

  ก. +   -   *   /    ^

  ข. +  ( )    =   >

  ค. A     Z     %    ( )   ^

 ง. +    %    ( )   ^

8. นิพจน์ AB+  เรียกว่านิพจน์อะไร

  ก. นิพจน์อินฟิกซ์

  ข. นิพจน์โพสต์ฟิกซ์

  ค. นิพจน์พรีฟิกซ์

  ง. ไม่มีข้อใดถูก

9. แปลงนิพจน์ A+B/C*D=E

  ก. ABC/D*+E-

  ข. ABC/D*E+ -

  ค. ABC/D+E* -

  ง. ABC/D*E+ -

10. แปลงนิพจน์พรีฟิกซ์ - 5 + 9 * 3 – 1 2 เป็นนิพจน์โพสต์ฟิกซ์ได้คำตอบตามข้อใด

  ก. 5    9     3    1     2     -      *     +     -

  ข. 5  -  9   +   3   *   1   -   2

  ค. 5   9   -  3   *  1   +   2    

  ง. -    +     *    -   5     9      3      1      2