LECTURE6

DTS:06-07-2552

เรื่อง Stack


การแทนที่ข้อมูลของสแตกสามารถทำได้ 2 วิธี คือ

1. การแทนที่ข้อมูลของสแตกแบบลิงค์ลิสต์
2. การแทนที่ข้อมูลของสแตกแบบอะเรย์


การแทนที่ข้อมูลของสแตกแบบลิงค์ลิสต์จะประกอบไปด้วย2 ส่วน คือ

1. Head Node จะประกอบไปด้วย 2ส่วนคือ top pointer และจำนวนสมาชิกในสแตก
2. Data Node จะประกอบไปด้วยข้อมูล (Data) และพอยเตอร์ ที่ชี้ไปยังข้อมูลตัวถัดไป


การดำเนินการเกี่ยวกับสแตก ได้แก่


1. Create Stackจัดสรรหน่วยความจำให้แก่ Head Nodeและส่งค่าตำแหน่งที่ชี้ไปยัง Head ของสแตกกลับมา


2. Push Stackการเพิ่มข้อมูลลงไปในสแตก


3. Pop Stackการนำข้อมูลบนสุดออกจากสแตก


4. Stack Topเป็นการคัดลอกข้อมูลที่อยู่บนสุดของสแตก โดยไม่มีการลบข้อมูลออกจากสแตก


5.Empty Stackเป็นการตรวจสอบการว่างของสแตก เพื่อไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการนำข้อมูลออกจากสแตกที่เรียกว่า Stack Underflow


6. Full Stackเป็นการตรวจสอบว่าสแตกเต็มหรือไม่ เพื่อไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการนำข้อมูลเข้าสแตกที่เรียกว่า Stack Overflow


7. Stack Countเป็นการนับจำนวนสมาชิกในสแตก


8. Destroy Stackเป็นการลบข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ในสแตก


การประยุกต์ใช้สแตก

จะใช้ในงานด้านปฏิบัติการของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ขั้นตอนการทำงานต้องการเก็บข่าวสารอันดับแรกสุดไว้ใช้หลังสุด เช่น การทำงานของโปรแกรมแปลภาษานำไปใช้ในเรื่องของการโปรแกรมที่เรียกใช้โปรแกรย่อยการคำนวณนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ และรีเคอร์ชั่น (Recursion)


การคำนวณนิพจน์ทางคณิตศาสตร์

ในการเขียนนิพจน์ทางคณิตศาสตร์เพื่อการคำนวณ จะต้องคำนึงถึงลำดับความสำคัญของเครื่องหมาสำหรับการคำนวณด้วยโดยทั่วไปนิพจน์ทางคณิตศาสตร์สามารถเขียนได้ 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 เป็นนิพจน์Postfix

1. อ่านอักขระในนิพจน์ Infix เข้ามาทีละตัว

2. ถ้าเป็นตัวถูกดำเนินการจะถูกย้ายไปเป็นตัวอักษรในนิพจน์ Postfix

3. ถ้าเป็นตัวดำเนินการ จะนำค่าลำดับความสำคัญของตัว ดำเนินการที่อ่านเข้ามาเทียบกับค่าลำดับความสำคัญของตัวดำเนินการที่อยู่บนสุดของสแตก
- ถ้ามีความสำคัญมากกว่า จะถูก push ลงในสแตก
- ถ้ามีความสำคัญน้อยกว่าหรือเท่ากัน จะต้อง pop ตัวดำเนินการที่อยู่ในสแตกขณะนั้นไปเรียงต่อกับตัอักษรในนิพจน์ Postfix

4. ตัวดำเนินการที่เป็นวงเล็บปิด “)” จะไม่ push ลงในสแตกแต่มีผลให้ตัวดำเนินการอื่น ๆ ถูก pop ออกจากสแตกนำไป เรียงต่อกันในนิพจน์ Postfix จนกว่าจะเจอ “(” จะ popวงเล็บเปิดออกจากสแตกแต่ไม่นำไเรียงต่อ

5. เมื่อทำการอ่านตัวอักษรในนิพจน์ Infixหมดแล้ว ให้ทำการ Pop ตัวดำเนินการทุกตัวในสแตกนำมาเรียงต่อในนิพจน์Postfix

ตัวอย่างการแปลงจากนิพจน์ Infix เป็นนิพจน์Postfix

ในการคำนวณค่า Postfix ที่แปลงมาแล้ว ตัวแปลภาษาจะทำการคำนวณโดยใช้โครงสร้างสแตกช่วยอีกเช่นกัน ขั้นตอนในการคำนวณ

1. อ่านตัวอักษรในนิพจน์ Postfix จากซ้ายไปขวาทีละตัวอักษร

2. ถ้าเป็นตัวถูกดำเนินการ ให้ทำการ push ตัวถูกดำเนินการนั้นลงในสแตก แล้วกลับไปอ่านอักษรตัวใหม่เข้ามา

3. ถ้าเป็นตัวดำเนินการ ให้ทำการ pop ค่าจากสแตก 2 ค่าโดย ตัวแรกเป็นตัวถูกดำเนินการตัวที่ 2 และตัวที่1
ตามลำดับ

4. ทำการคำนวณ ตัวถูกดำเนินการตัวที่ 1ด้วยตัวถูก ดำเนินการตัวที่ 2 โดยใช้ตัวดำเนินการในข้อ 3

5. ทำการ push ผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณในข้อ 4 ลงสแตก

6. ถ้าตัวอักษรในนิพจน์ Postfix ยังอ่านไม่หมดให้กลับไปทำข้อ 1 ใหม่