Тема 12.3. Стек. Отличия стека от списка. Основные операции со стеком.
Цель: сформировать представления о стеке и основных отличиях стека от списка; рассмотреть действия, которые можно выполнить над стеком; познакомить с типовыми алгоритмами обработки стека на языке Pascal.
На предыдущих занятиях мы уже рассматривали однонаправленный список. Здесь Вы познакомитесь с двумя разновидностями обычного линейного списка – стеком и очередью. В программировании наиболее часто используемой структурой является стек.
Стек – это линейный список, в котором добавление новых элементов и удаление существующих производится только с одного конца, называемого вершиной стека.
Стек часто называют структурой LIFO [сокращение LIFO означает Last In – First Out (последний пришел, первый вышел)]. Это сокращение представляет удобный способ запомнить механизм работы стека
Изобразим стек графически:
При программировании на Паскале стек реализуется чаще всего в виде однонаправленного списка. Каждый элемент структуры содержит указатель на следующий. Считается лишь, что для этого списка не существует обход элементов. Доступ возможен только к верхнему элементу структуры.
Стек предполагает вставку и удаление элементов, поэтому он является динамической, постоянно меняющейся структурой.
Стеки довольно часто встречаются в практической жизни. Простой пример: детская пирамидка. Процесс ее сборки и разборки подобен процессу функционирования стека.
Итак, если стек – это список, то добавление или извлечение элементов происходит с начала и только с начала (или возможно с конца и только с конца) списка.
Значением указателя, представляющего стек, является ссылка на вершину стека, каждый элемент стека содержит поле ссылки.
Таким образом, описать стек можно следующим образом:
Type
EXST = ^ST;
ST = record
Data : integer;
Next : EXST;
end;
Var
Stack : EXST; {Текущая переменная}
Если стек пуст, то значение указателя равно Nil.
Рассмотрим возможные операции со стеком.
Занесение элемента в стек
Занесение элемента в стек производится аналогично вставке нового элемента в начало списка. Процедура занесения элемента в стек должна содержать два параметра: первый задает вершину стека, в который нужно занести элемент, второй – заносимое значение элемента стека.
Процедура формирования стека будет иметь следующий вид:
Procedure FormStack;
Var
Stack : EXST; {Текущая переменная}
Digit : integer;
Procedure writeStack(Var u : EXST; Digit : integer);
Var
x : EXST;
Begin
new(x); {выделяем память под хранение нового элемента стека}
x^.Data := Digit; {заполняем поле данных элемента}
x^.Next := u; {новый элемент "связываем" со стеком}
u := x; {созданный элемент определяем как вершину стека}
End;
Begin
Stack := Nil; {инициализация стека}
writeln(‘Введите элементы стека. Окончание ввода – 0’);
read(Digit);
while Digit <> 0 do
begin
writeStack(Stack, Digit);
read(Digit);
end;
End;