Динамические структуры данных (язык Паскаль) Стек Задача «Скобки»
2 Стек – это линейная структура данных, в которой добавление и удаление элементов возможно только с одного конца (вершины стека). Stack = кипа, куча, стопка (англ. ) LIFO = Last In – First Out «Кто последним вошел, тот первым вышел» . Операции со стеком: 1) Add добавить элемент на вершину (Push = втолкнуть); 2) Get Взять элемент с вершины (Pop = вылететь со звуком).
3 Системный стек (Windows – 1 Мб) Используется для 1) размещения локальных переменных; 2) хранения адресов возврата (по которым переходит программа после выполнения функции или процедуры); 3) передачи параметров в функции и процедуры; 4) временного хранения данных (в программах на языке Ассмеблер). Переполнение стека (stack overflow): 1) слишком много локальных переменных (выход – использовать динамические массивы); 2) очень много рекурсивных вызовов функций и процедур (выход – переделать алгоритм так, чтобы уменьшить глубину рекурсии или отказаться от нее вообще).
Операции со стеком 3 1 2 3 2 1 1 Добавление Извлечение
Должен быть «Механизм выталкивания» 3 1 2 3 2 1 1 Добавление Извлечение
Операции со стеком 3 2 1 3 2 2 2 1 1 1 4 4
Операции со стеком 1 1 2 3 2 1 2 1 1 1 4 4 1 2 3 1 2 1 4 4
Операции со стеком 1 1 2 2 2 3 Добавление 3 Извлечение
Операции со стеком 1 1 1 2 2 3 Добавление 3 Извлечение Можно обойтись одним указателем!
Операции со стеком 1 1 2 2 2 3 Добавление 3 Извлечение
![Операции со стеком Инициализация S[i]=0 Init Head=1 Пустота Empty Head=1 Добавление Add 3 S[Head]=x](https://present5.com/presentation/-63344933_264657945/image-11.jpg "Операции со стеком Инициализация S[i]=0 Init Head=1 Пустота Empty Head=1 Добавление Add 3 S[Head]=x")
Операции со стеком Инициализация S[i]=0 Init Head=1 Пустота Empty Head=1 Добавление Add 3 S[Head]=x Head =Head+1 Извлечение Get Head=Head-1 x=S[Head] 3 Полнота Full (переполнение) Head=Max+1 1 2 3 3 1 2 3 4 5 6 7 11
12 Пример задачи Задача: вводится символьная строка, в которой записано выражение со скобками трех типов: [], {} и (). Определить, верно ли расставлены скобки (не обращая внимания на остальные символы). Примеры: [()]{} ][ [({)]} Упрощенная задача: то же самое, но с одним видом скобок. Решение: счетчик вложенности скобок. Последовательность правильная, если в конце счетчик равен нулю и проходе не разу не становился отрицательным. ( ( ) ) ( ) 1 2 1 0 ? ( ( ) ) ) ( 1 2 1 0 -1 0 Можно ли решить исходную задачу так же, но с тремя счетчиками? ( ( ) ) ( 1 2 1 0 1 [ ( { ) ] } (: 0 1 0 [: 0 1 0 {: 0 1 0
13 Решение задачи со скобками [ [ ( ( [ ( ) ) ( ( [ ( [ [ ] { } [ { { Алгоритм: 1) в начале стек пуст; 2) в цикле просматриваем все символы строки по порядку; 3) если очередной символ – открывающая скобка, заносим ее на вершину стека; 4) если символ – закрывающая скобка, проверяем вершину стека: там должна быть соответствующая открывающая скобка (если это не так, то ошибка); 5) если в конце стек не пуст, выражение неправильное.
14 Реализация стека (массив) Структура-стек: const MAX = 100; ; { стек на 100 символов } type Stack = array[1. . MAX] of char Var x: char; Head, i: integer; { число элементов }. . . Добавление элемента: procedure Add( var x: char); begin ошибка: if not Is. Full then Exit; переполнение S[Head]: =x; стека Head: =Head +1 end; добавить элемент
Реализация стека (массив) 15 Снятие элемента с вершины: Function Get : char; begin if Is. Empty then begin Get : = char(255); Exit; end; Head: =Head -1; Get : = S[Head]; end; Пустой или нет? function Is. Empty : Boolean; begin If Head=1 then Is. Empty: = true else Is. Empty: = false; end; ошибка: стек пуст
16 Программа var br 1, br 2, expr: string; i, k: integer; upper: char; { то, что сняли со стека } error: Boolean; { признак ошибки } S: Stack; открывающие скобки begin br 1 : = '([{'; br 2 : = ')]}'; закрывающие скобки Head: =1; error : = False; writeln('Введите выражение со скобками'); readln(expr); . . . { здесь будет основной цикл обработки } if not error and is. Empty(S) then writeln('Выражение правильное. ') else writeln('Выражение неправильное. ') end.
17 ДЗ 1. Реализовать структуру Стек 2. Реализовать задачу «Скобки» (слайд 13) с использованием структуры Стек
Скачать презентацию Динамические структуры данных язык Паскаль Стек Задача Скобки
Val_СтекГотДЗ.ppt