สแตก (Stack) เป็นโครงสร้างข้อมูลที่ข้อมูลแบบลิเนียร์ลิสต์ ที่มีคุณสมบัติที่ว่า การเพิ่มหรือลบข้อมูล
ในสแตก จะกระทำที่ ปลายข้างเดียวกัน ซึ่งเรียกว่า Top ของสแตก (TopOf Stack) และ ลักษณะที่สำคัญของสแตกคือ ข้อมูลที่ใส่หลังสุดจะถูกนำออกมา จากสแตกเป็นลำดับแรกสุด เรียกคุณสมบัตินี้ว่า
LIFO (Last In First Out)
การทำงานของสแตกจะกระทำที่ปลายข้างหนึ่งของ สแตกเท่านั้น การทำงานของสแตกจะประกอบด้วย
กระบวนการ 3 กระบวนการที่สำคัญ คือ
1.Push คือ การนำข้อมูลใส่ลงไปในสแตก
2. Pop คือ การนำข้อมูลออกจากส่วนบนสุดของสแตก
3. Stack Top เป็นการคัดลอกข้อมูลที่อยู่บนสุดของสแตก แต่ไม่ได้นำเอาข้อมูลนั้นออกจากสแตก
การแทนที่ข้อมูลของสแตกสามารถทำได้ 2 วิธี คือ
1. การแทนที่ข้อมูลของสแตกแบบลิงค์ลิสต์
2. การแทนที่ข้อมูลของสแตกแบบอะเรย์
การดำเนินการเกี่ยวกับสแตก
1. Create Stack คือ จัดสรรหน่วยความจำให้แก่ Head Nodeและส่งค่าตำแหน่งที่ชี้ไปยัง Head ของสแตก
กลับมา
2. Push Stack เป็นการเพิ่มข้อมูลลงไปในสแตก
3. Pop Stack เป็นการนำข้อมูลบนสุดออกจากสแตก
4. Stack Top เป็นการคัดลอกข้อมูลที่อยู่บนสุดของสแตก โดยไม่มีการลบข้อมูลออกจากสแตก
5.Empty Stack เป็นการตรวจสอบการว่างของสแตก เพื่อไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการนำข้อมูลออกจากสแตกที่เรียกว่า Stack Underflow
6. Full Stack เป็นการตรวจสอบว่าสแตกเต็มหรือไม่ เพื่อไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการนำข้อมูลเข้าสแตกที่เรียกว่า Stack Overflow
7. Stack Count เป็นการนับจำนวนสมาชิกในสแตก
การประยุกต์ใช้สแตก
จะใช้ในงานด้านปฏิบัติการของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ขั้นตอนการทำงานต้องการเก็บข่าวสารอันดับแรกสุดไว้ใช้หลังสุด เช่น การทำงานของโปรแกรมแปลภาษานำไปใช้ในเรื่องของการเรียกใช้โปรแกรมย่อย การคำนวณนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ และรีเคอร์ชั่น (Recursion)
การทำงานของโปรแกรมหลักที่เรียกใช้โปรแกรมย่อยและในแต่ละโปรแกรมย่อยก็มีการเรียกใช้โปรแกรมย่อย
ต่อไปอีก สแตกจะสามารถเข้ามาช่วยในการทำงาน คือแต่ละจุดของโปรแกรมที่เรียกใช้โปรแกรมย่อยจะเก็บ
เลขที่ของคำสั่งถัดไปที่เครื่องต้องกลับมาทำงานไว้ในสแตก หลังจากเสร็จสิ้นการทำงานในโปรแกรมย่อยแล้วจะทำการ pop ค่าเลขที่คำสั่งออกมาจากสแตก เพื่อกลับไปทำงานที่คำสั่งต่อจากคำสั่งที่เรียกใช้โปรแกรมย่อย
การคำนวณนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ในการเขียนนิพจน์ทางคณิตศาสตร์เพื่อการคำนวณ จะต้องคำนึงถึงลำดับความสำคัญของเครื่องหมายสำหรับการคำนวณด้วยโดยทั่วไปนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ สามารถเขียนได้ 3 รูปแบบ คือ
1. นิพจน์ Infix นิพจน์รูปแบบนี้ operatorจะอยู่ตรงกลางระหว่างตัวถูกดำเนินการ 2 ตัว
2. นิพจน์ Postfix นิพจน์รูปแบบนี้ จะต้องเขียนตัวถูกดำเนินการตัวที่ 1 และ 2 ก่อน แล้วตามด้วย operator
3. นิพจน์ Prefix นิพจน์รูปแบบนี้ จะต้องเขียน operatorก่อนแล้วตามด้วยตัวถูกดำเนินการตัวที่ 1 และ 2
ขั้นตอนการแปลงจากนิพจน์ Infix เป็นนิพจน์ Postfix
1. อ่านอักขระในนิพจน์ Infix เข้ามาทีละตัว
2. ถ้าเป็นตัวถูกดำเนินการจะถูกย้ายไปเป็นตัวอักษรในนิพจน์ Postfix
3. ถ้าเป็นตัวดำเนินการ จะนำค่าลำดับความสำคัญของตัว ดำเนินการที่อ่านเข้ามาเทียบกับ
ค่าลำดับความสำคัญของตัวดำเนินการที่อยู่บนสุดของสแตก
- ถ้ามีความสำคัญมากกว่า จะถูก push ลงในสแตก
- ถ้ามีความสำคัญน้อยกว่าหรือเท่ากัน จะต้อง pop ตัวดำเนินการที่อยู่ในสแตกขณะนั้นไปเรียงต่อกับตัวอักษรในนิพจน์ Postfix
4. ตัวดำเนินการที่เป็นวงเล็บปิด “)” จะไม่ push ลงในสแตกแต่มีผลให้ตัวดำเนินการอื่น ๆ ถูก pop ออกจากสแตกนำไป เรียงต่อกันในนิพจน์ Postfix จนกว่าจะเจอ “(” จะ pop วงเล็บเปิดออกจากสแตกแต่ไม่นำไปเรียงต่อ
5. เมื่อทำการอ่านตัวอักษรในนิพจน์ Infixหมดแล้ว ให้ทำการ Pop ตัวดำเนินการทุกตัวในสแตกนำมาเรียงต่อในนิพจน์Postfix
ในการคำนวณค่า Postfix ที่แปลงมาแล้ว ตัวแปลภาษาจะทำการคำนวณโดยใช้โครงสร้างสแตก
ช่วยอีกเช่นกัน ขั้นตอนในการคำนวณ
1. อ่านตัวอักษรในนิพจน์ Postfix จากซานไปขวาทีละตัวอักษร
2. ถ้าเป็นตัวถูกดำเนินการ ให้ทำการ push ตัวถูกดำเนินการนั้นลงในสแตก แล้วกลับไปอ่านอักษรตัว
ใหม่เข้ามา
3. ถ้าเป็นตัวดำเนินการ ให้ทำการ pop ค่าจากสแตก 2 ค่าโดย ตัวแรกเป็นตัวถูกดำเนินการตัวที่ 2 และ
ตัวที่ 1 ตามลำดับ
4. ทำการคำนวณ ตัวถูกดำเนินการตัวที่ 1ด้วยตัวถูก ดำเนินการตัวที่ 2 โดยใช้ตัวดำเนินการในข้อ 3
5. ทำการ push ผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณในข้อ 4 ลงสแตก
6. ถ้าตัวอักษรในนิพจน์ Postfix ยังอ่านไม่หมดให้กลับไปทำข้อ 1 ใหม่
DTS 06-29-07-2552
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น