Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: Chương 3 – Trần Minh Thái (2017)

Chương 3. Tổ chức ngăn xếp
(Stack) & Hàng đợi (Queue) trên
mảng một chiều
Trần Minh Thái
Email:
Website: www.minhthai.edu.vn

1


Nội dung
Trình bày khái niệm Ngăn xếp (Stack) và Hàng đợi
(Queue)
Các thao tác trên Ngăn xếp và Hàng đợi
Minh họa các ứng dụng

2


Ngăn xếp
Ngăn xếp là gì?
Cách khai báo cấu trúc ngăn xếp dùng mảng một
chiều?
Các ứng dụng
Cài đặt

3


Ví dụ về Ngăn xếp

Thành phần được lấy ra đầu tiên?
4


Khái niệm Stack
Gồm nhiều phần tử lưu trữ theo thứ tự
Hoạt động theo cơ chế “Vào sau – Ra trước” (LIFO
– Last In, First Out)

Đỉnh
ngăn
xếp

5


Thao tác cơ bản trên Stack
InitStack: khởi tạo Stack rỗng
IsEmpty: kiểm tra Stack rỗng?

Push

Pop

IsFull: kiểm tra Stack đầy?
Push: thêm 1 phần tử vào Stack
Pop: lấy ra 1 phần tử khỏi Stack

6

PUSH

Thao tác Push vào Stack

Top
7


Thao tác Pop khỏi stack

Top

POP
8


Stack – Sử dụng mảng
Top

C
B
A
Stack

B

C

0

1

2

Top

A

3

4

5

6

7

8

9

9


Ngăn xếp – Sử dụng mảng

A

B
Top A

C
Top B
A

D
Top C
B
A

E
Top D
C
B
A

Top
D
C
B
A

Top

10


Ví dụ, Ngăn xếp chứa số nguyên – Sử

dụng mảng
struct ttStack
{
int* StkArray; // mảng chứa các phần tử
int StkMax; // số phần tử tối đa
int StkTop; // vị trí đỉnh Stack
};
typedef struct ttStack STACK;
11


Ngăn xếp số nguyên – Sử dụng mảng
int InitStack(STACK& s, int MaxItems)
{
s.StkArray = new int[MaxItems];
if (s.StkArray == NULL)
return 0;
s.StkMax = MaxItems;
s.StkTop = -1;
return 1; //Khởi tạo thành công
}
12


Ngăn xếp số nguyên – Sử dụng mảng
int IsEmpty(const STACK &s)
{
if (s.StkTop==-1)
return 1;
return 0;

}

13


Stack số nguyên – Sử dụng mảng
int IsFull(const STACK &s)
{
if (s.StkTop==s.StkMax-1)
return 1;
return 0;
}

14


Stack số nguyên – Sử dụng mảng
int Push (STACK &s, int newitem)
{
if (IsFull(s)==1)
return 0;
s.StkTop++;
s.StkArray[s.StkTop] = newitem;
return 1;
}
15


Stack số nguyên – Sử dụng mảng
int Pop(STACK &s, int &outitem)

{
if (IsEmpty(s))
return 0;
outitem = s.StkArray[s.StkTop];
s.StkTop--;
return 1;
}
16


Bài tập
Viết hàm nhập, xuất Stack số nguyên dương sao cho:
Cho phép người dùng lần lượt nhập vào Stack các số
nguyên dương
Nếu nhập vào giá trị <=0 thì kết thúc quá trình nhập

17


Stack – Ứng dụng
Kiểm tra sự tương ứng của các cặp ngoặc đơn trong
một biểu thức
( ( A + B ) / C ?

?

( A + B ) / C)

Đảo ngược một chuỗi ký tự
Cá Ăn Kiến



nếiK nĂ áC

18


Stack – Ứng dụng
Lưu vết trong thuật toán “back-tracking” (theo dõi
dấu vết)
Tính giá trị biểu thức tốn học
Khử đệ quy
…

19


Bài toán tháp HaNoi


Towers of Hanoi


Towers of Hanoi


Towers of Hanoi

Towers of Hanoi


Towers of Hanoi