4/28/2010 1 Chương 7. Bài 2. Stack ĐỖ BÁ LÂM ViỆN CNTT&TT, TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI Nội dung 1. Khái niệm stack 2. Xây dựng stack 2.1. Sử dụng mảng 2.2. Sử dụng danh sách liên kết 2 1. Khái niệm stack Stack (ngăn xếp) Là một cấu trúc dữ liệu mà các thao tác xử lý chỉ được thực hiện ở phía đáy (cuối) của nó Cấu trúc dạng LIFO (Last In First Out) – “Vào sau ra trước” Thao tác xử lý • Đẩy vào PUSH • Lấy ra POP 3 4/28/2010 2 Đáy Đỉnh 1. Khái niệm stack A A B A B A B A Pus h(A) Stack có 1 phần tử: A Pop() Pop() Stack rỗng Pus h(B) Stack có 2 phần tử: A B Stack còn 1 phần tử: A Stack lại rỗng 1. Khái niệm stack Ứng dụng của Stack Lưu trữ các trang web đã từng được duyệt trên Web browser Cài đặt thao tác Undo trong các phần mềm soạn thảo Lưu danh sách các lời gọi hàm trong Java Virtual Machine 4/28/2010 3 Ghi nhớ Stack được hình dung như một ngăn xếp chứa các quyển sách với 2 thao tác đưa vào và lấy ra theo nguyên tắc: Quyển sách nào được đưa vào sau sẽ lấy ra trước – LIFO (Last In First Out) Ví dụ - Bài toán chuyển cơ số Nguyên tắc đổi một số nguyên từ thập phân sang nhị phân: Các số dư lấy ra sau được hiển thị trước Cơ chế sắp xếp của Stack Giải pháp Dùng stack để lưu trữ số dư qua từng phép chia: Khi thực hiện phép chia: Đưa số dư vào Stack Khi hiển thị kết quả: Lấy chúng lần lượt từ Stack 4/28/2010 4 Giải pháp 0 PUSH PUSH 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 POP Giải thuật 1. Nhap N 2. while N != 0 R = N% 2; //Tính số dư trong phép chia N cho 2 PUSH (S, R); //Đẩy R vào đỉnh Stack S N=N/2; //Thay N bằng N/2 3. while S chưa rỗng POP(S,R); //Lấy phần tử từ stack đưa vào R Hien_thi R; 2. Xây dựng Stack Lưu trữ được các đối tượng dữ liệu (quyển sách) Xây dựng 2 thao tác Push và Pop theo nguyên tắc LIFO Có hai cách cài đặt stack Sử dụng mảng Sử dụng danh sách liên kết 4/28/2010 5 2.1. Sử dụng mảng Mỗi phần tử của stack được lưu như một phần tử của mảng Đáy: phần tử có chỉ số 0 Đỉnh: phần tử được đưa vào cuối cùng, có chỉ số T Khởi tạo T=-1 Stack rỗng (empty) T = -1, stack đầy T = MAX-1 13 Đáy Stack 2.1. Sử dụng mảng #define MAX 100 //So phan tu lon nhat cua Stack //Khai bao Stack va T la 2 bien toan cuc ElemType Stack[MAX]; int T=-1; 14 2.1. Sử dụng mảng Stack được biểu diễn thông qua mảng S[MAX] int push(ElemType N){ if (T==MAX-1) return 0; else{ //mảng chưa đầy T++; S[T]=N; } return 1; } 4/28/2010 6 2.1. Sử dụng mảng int pop(ElemType *N){ if (T== -1) return 0; else{ *N = S[T ]; return 1; } } 2.2. Sử dụng danh sách liên kết Stack là cấu trúc LIFO (Last In First Out) Thao tác Push, Pop? 17 Head 2.2. Sử dụng danh sách liên kết Push Thêm một nút vào đầu danh sách Pop Lấy giá trị nút đầu tiên trong danh sách Loại bỏ nút này khỏi danh sách 18 4/28/2010 7 2.2. Sử dụng danh sách liên kết struct node { ElemType data; struct node *next; }; //Khai báo con trỏ đầu là biến toàn cục struct node *top; void push(ElemType N) { struct node *temp; temp=(struct node *) malloc(sizeof(struct node)); temp->data = N; temp->next = top; top = temp; } 7 1 8 \ top 45 Temp Push void push(ElemType N) { struct node *temp; temp=(struct node *) malloc(sizeof(struct node)); temp->data = N; temp->next = top; top = temp; } 7 1 8 \ top 45 Temp Push 4/28/2010 8 void push(ElemType N) { struct node *temp; temp=(struct node *) malloc(sizeof(struct node)); temp->data = N; temp->next = top; top = temp; } 7 1 8 \ top 45 Temp Push 7 1 8 \ 45 top Temp int pop(ElemType *N){ struct node *temp; if(top==NULL) return 0; else{ *N = top->data; temp = top; top = top->next; free(temp); return 1; } } Giá trị của thành phần top cần lưu lại trước khi giải phóng vùng nhớ Pop 7 1 8 \ 45 top Temp int pop(ElemType *N){ struct node *temp; if(top==NULL) return 0; else{ *N = top->data; temp = top; top = top->next; free(temp); return 1; } } Pop 4/28/2010 9 7 1 8 \ top Temp int pop(ElemType *N){ struct node *temp; if(top==NULL) return 0; else{ *N = top->data; temp = top; top = top->next; free(temp); return 1; } } Pop Bài toán Demo dS_Array.c, dS_List.c Bài tập 1. Viết chương trình chuyển một số nguyên dương từ hệ cơ số 10 sang hệ cơ số 2 sử dụng stack (bằng mảng và danh sách liên kết) Bài toán Bài tập 2. Cộng hai số nguyên lớn Kiểu dữ liệu số nguyên chỉ biểu diễn số trong phạm vi nhất định Mục đích: thực hiện thao tác cộng, trừ, nhân, chia trên các số nằm ngoài phạm vi biểu diễn 27 4/28/2010 10 Bài toán Thực hiện phép cộng trên hai số nguyên “lớn” Hai số được lưu dưới dạng xâu kí tự 28 Bài toán Cải tiến Trong cách xây dựng stack bằng mảng, thay vì tách rời mảng và biến T chúng ta định nghĩa một cấu trúc gồm 2 trường là mảng và biến T này Áp dụng làm lại các bài tập ở trên. 29 Thảo luận 30 . 4 /28 /20 10 1 Chương 7. Bài 2. Stack ĐỖ BÁ LÂM ViỆN CNTT&TT, TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI Nội dung 1. Khái niệm stack 2. Xây dựng stack 2. 1. Sử dụng mảng 2. 2. Sử dụng danh sách liên kết 2 1 T = -1 , stack đầy T = MAX-1 13 Đáy Stack 2. 1. Sử dụng mảng #define MAX 100 //So phan tu lon nhat cua Stack //Khai bao Stack va T la 2 bien toan cuc ElemType Stack[ MAX]; int T =-1 ; 14 2. 1 kết 4 /28 /20 10 5 2. 1. Sử dụng mảng Mỗi phần tử c a stack đư c lưu như một phần tử c a mảng Đáy: phần tử c chỉ số 0 Đỉnh: phần tử đư c đưa vào cuối c ng, c chỉ số T Khởi tạo T =-1 Stack