SlideShare a Scribd company logo
1 of 29
Download to read offline
1
Chương 5:
NGĂN XẾP – HÀNG ĐỢI
(Stack - Queue)
1
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Nội dung
 Ngăn xếp
 Hàng đợi
2
 Ngăn xếp (Stack)
 Khái niệm Stack
 Các thao tác trên Stack
 Hiện thực Stack
 Ứng dụng của Stack
 Hàng đợi
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Stack - Khái niệm
 Stack là một danh sách mà các đối tượng được thêm vào và
lấy ra chỉ ở một đầu của danh sách (A stack is simply a list of
elements with insertions and deletions permitted at one end)
 Vì thế, việc thêm một đối tượng vào Stack hoặc lấy một đối
tượng ra khỏi Stack được thực hiện theo cơ chế LIFO (Last In
First Out - Vào sau ra trước)
 Các đối tượng có thể được thêm vào Stack bất kỳ lúc nào
nhưng chỉ có đối tượng thêm vào sau cùng mới được phép
lấy ra khỏi Stack
3
2
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Stack – Các thao tác
 Stack hỗ trợ 2 thao tác chính:
 “Push”: Thao tác thêm 1 đối tượng vào Stack
 “Pop”: Thao tác lấy 1 đối tượng ra khỏi Stack
 Ví dụ:
5 3 2 - - 4
4
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Stack – Các thao tác
5
 Stack cũng hỗ trợ một số thao tác khác:
 isEmpty(): Kiểm tra xem Stack có rỗng không
 Top(): Trả về giá trị của phần tử nằm ở đầu Stack mà không
hủy nó khỏi Stack. Nếu Stack rỗng thì lỗi sẽ xảy ra
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Stack – Hiện thực Stack
(Implementation of a Stack)
6
Mảng 1 chiều Danh sách LK
Kích thước stack
khi quá thiếu, lúc
quá thừa
Cấp phát
động!
Push / Pop hơi
phức tạp
Push/Pop
khá dễ
dàng
3
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
 Có thể tạo một Stack bằng cách khai báo một mảng 1 chiều
với kích thước tối đa là N (ví dụ: N =1000)
 Stack có thể chứa tối đa N phần tử đánh số từ 0 đến N-1
 Phần tử nằm ở đỉnh Stack sẽ có chỉ số là top (lúc đó trong
Stack đang chứa top+1 phần tử)
 Như vậy, để khai báo một Stack, ta cần một mảng 1 chiều list,
và 1 biến số nguyên top cho biết chỉ số của đỉnh Stack:
struct Stack {
DataType list[N];
int top;
};
7
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
 Lệnh top = 0 sẽ tạo ra một Stack S rỗng
 Giá trị của top sẽ cho biết số phần tử hiện hành có trong Stack
 Khi cài đặt bằng mảng 1 chiều, Stack bị giới hạn kích thước
nên cần xây dựng thêm một thao tác phụ cho Stack:
 isFull(): Kiểm tra xem Stack có đầy chưa, vì khi Stack đầy,
việc gọi đến hàm Push() sẽ phát sinh ra lỗi
8
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
9
 Khởi tạo Stack:
void Init (Stack &s)
{
s.top = 0;
}
4
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
 Kiểm tra Stack rỗng hay không:
10
int isEmpty(Stack s)
{
if (s.top==0)
return 1; // stack rỗng
else
return 0;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
 Kiểm tra Stack đầy hay không:
11
int isFull(Stack s)
{
if (s.top>=N)
return 1;
else
return 0;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
 Thêm một phần tử x vào Stack
12
void Push (Stack &s, DataType x)
{
if (!isFull(s)) // stack chưa đầy
{
s.list[s.top]=x;
s.top++;
}
}
5
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
 Trích thông tin và huỷ phần tử ở đỉnh Stack
13
DataType Pop(Stack &s)
{
DataType x;
if (!Empty(s)) // stack khác rỗng
{
x = s.list[s.top];
s.top--;
}
return x;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng mảng
(Implementation of a Stack using Array)
Nhận xét:
 Các thao tác trên đều làm việc với chi phí O(1)
 Việc cài đặt Stack thông qua mảng một chiều đơn giản và
khá hiệu quả
 Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của phương án cài đặt này là
giới hạn về kích thước của Stack (N)
 Giá trị của N có thể quá nhỏ so với nhu cầu thực tế hoặc quá lớn sẽ
làm lãng phí bộ nhớ
14
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng DSLK
(Implementation of a Stack using Linked List)
 Có thể tạo một Stack bằng cách sử dụng một danh sách liên
kết đơn (DSLK)
 Khai báo các cấu trúc:
15
struct Node
{
DataType data;
Node *pNext;
};
struct Stack
{
Node *top;
};
6
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng DSLK
(Implementation of a Stack using Linked List)
 Khởi tạo Stack:
16
void Init(Stack &t)
{
t.top = NULL;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng DSLK
(Implementation of a Stack using Linked List)
 Kiểm tra xem Stack có rỗng không:
17
int isEmpty (Stack t)
{
return t.top == NULL ? 1 : 0;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng DSLK
(Implementation of a Stack using Linked List)
 Thêm một phần tử x vào Stack:
18
void Push (Stack &t, DataType x)
{
Node *p = new Node;
if (p==NULL) { cout<<“Khong du bo nho”; return; }
p->data = x;
p->pNext= NULL;
if (t.top==NULL) // if (Empty(l))
t.top = p;
else{
p->pNext = t.top;
t.top = p;
}
}
Thêm phần tử vào đầu danh sách
7
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Stack dùng DSLK
(Implementation of a Stack Using Linked List)
 Trích thông tin và hủy phần tử ở đỉnh Stack:
19
DataType Pop (Stack &t)
{
if (t.top==NULL){
cout<<“Stack rỗng”; return NULLDATA;}
DataType x;
Node *p = t.top;
p->pNext = NULL;
t.top = t.top->pNext;
x = p->data;
delete p;
return x;
}
Lấy và xóa phần tử ở đầu danh sách
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Stack - Ứng dụng
 Stack thích hợp lưu trữ các loại dữ liệu mà trình tự truy xuất
ngược với trình tự lưu trữ
 Một số ứng dụng của Stack:
 Trong trình biên dịch (thông dịch), khi thực hiện các thủ tục,
Stack được sử dụng để lưu môi trường của các thủ tục
 Lưu dữ liệu khi giải một số bài toán của lý thuyết đồ thị (như tìm
đường đi)
 Khử đệ qui
 Ứng dụng trong các bài toán tính toán biểu thức
 …
20
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Stack - Ứng dụng
Ví dụ: thủ tục Quick_Sort dùng Stack để khử đệ qui:
 Bước 1. l=1; r=n;
 Bước 2. Chọn phần tử giữa x=a[(l+r) / 2]
 Bước 3. Phân hoạch (l, r) thành (l1, r1) và (l2, r2) bằng cách xét:
 y thuộc (l1, r1) nếu yx
 y thuộc (l2, r2) ngược lại
 Bước 4. Nếu phân hoạch (l2, r2) có nhiều hơn 1 phần tử thì thực hiện:
 Cất (l2, r2) vào Stack
 Nếu (l1, r1) có nhiều hơn 1 phần tử thì thực hiện:
 l = l1
 r = r1
 Quay lên bước 2
 Ngược lại
 Lấy (l, r) ra khỏi Stack, nếu Stack khác rỗng thì quay lên bước 2, ngược lại
thì dừng
21
8
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
22
Stack - Ứng dụng
57 2
1 28 2
0 14 2
0 7 2
1 3 2
1 1 2
1 0
57 = 1110012
Ví dụ: 57 = ???2
Bài tập: đổi số từ cơ số 10 sang cơ số x
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
void main()
{
Stack s;
int coso, so, sodu;
Init(s);
// Nhập số cần chuyển vào so …
// Nhập cơ số cần chuyển vào coso…
while (so != 0)
{
sodu = so % coso;
Push (s, sodu); // push so du vao stack
so = so/coso;
}
cout<<"Kết quả: ";
while (!isEmpty(s))
cout<<Pop(s); // pop so du ra khoi stack
} 23
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Stack - Ứng dụng
 Thuật toán Ba Lan ngược
(Reverse Polish Notation – RPN)
 Định nghĩa RPN:
 Biểu thức toán học trong đó các toán tử được viết sau toán
hạng và không dùng dấu ngoặc
 Phát minh bởi Jan Lukasiewics một nhà khoa học Ba Lan
vào những năm 1950
24
9
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
RPN
25
Infix : toán tử viết giữa toán hạng
Postfix (RPN): toán tử viết sau toán hạng
Prefix : toán tử viết trước toán hạng
Examples:
INFIX RPN (POSTFIX) PREFIX
A + B
A * B + C
A * (B + C)
A - (B - (C - D))
A - B - C - D
A B + + A B
A B * C +
A B C + *
A B C D - - -
A B - C - D -
+ * A B C
* A + B C
- A - B - C D
- - - A B C D
Lượng giá biểu thức RPN
26
Kỹ thuật gạch dưới:
1. Duyệt từ trái sang phải của biểu thức cho đến khi gặp toán tử.
2. Gạch dưới 2 toán hạng ngay trước toán tử và kết hợp chúng
bằng toán tử trên
3. Lặp đi lặp lại cho đến hết biểu thức.
Ví dụ 2*((3+4)-(5-6))
2 3 4 + 5 6 - - *
2 8 *  2 8 *  16
 2 7 5 6 - - *
 2 7 5 6 - - *
 2 7 -1 - *
 2 7 -1 - * 
 2 3 4 + 5 6 - - *
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Thuật toán tính giá trị
1. Khởi tạo Stack rỗng (chứa hằng hoặc biến).
2. Lặp cho đến khi kết thúc biểu thức:
Đọc 01 phần tử của biếu thức (hằng, biến, phép toán).
Nếu phần tử là hằng hay biến: đưa vào Stack.
Ngược lại:
Lấy ra 02 phần tử của Stack.
Áp dụng phép toán cho 02 phần tử vừa lấy ra.
Đưa kết quả vào Stack.
3. Giá trị của biểu thức chính là phần tử cuối cùng
của Stack.
27
10
2*((3+4)-(5-6))
28
Example: 2 3 4 + 5 6 - - *
Push 2
Push 3
Push 4
Read +
Pop 4, Pop 3,
Push 7
Push 5
Push 6
Read -
Pop 6, Pop 5,
Push -1
Read -
Pop -1, Pop 7,
Push 8
Read *
Pop 8, Pop 2,
Push 16
2
3
4
2
7
5
6
2
7
-1
2
8
16
3 + 4 = 7
5 - 6 = -1
7 - -1 = 8
2 * 8 = 16
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Chuyển infix thành postfix
1. Khởi tạo Stack rỗng (chứa các phép toán).
2. Lặp cho đến khi kết thúc biểu thức:
Đọc 01 phần tử của biếu thức
(01 phần tử có thể là hằng, biến,phép toán, “)”
hay “(” ).
Nếu phần tử là:
2.1 “(”: đưa vào Stack.
2.2 “)”: lấy các phần tử của Stack ra
cho đến khi gặp “(” trong Stack.
29
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Chuyển infix thành postfix
2.3 Một phép toán: + - * /
Nếu Stack rỗng: đưa vào Stack.
Nếu Stack khác rỗng và phép
toán có độ ưu tiên cao hơn phần
tử ở đầu Stack: đưa vào Stack.
Nếu Stack khác rỗng và phép
toán có độ ưu tiên thấp hơn hoặc
bằng phần tử ở đầu Stack:
- lấy phần tử từ Stack ra;
- sau đó lặp lại việc so sánh với
phần tử ở đầu Stack.
30
11
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Chuyển infix thành postfix
2.4 Hằng hoặc biến: đưa vào kết quả.
3. Lấy hết tất cả các phần tử của Stack ra.
31
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Độ ưu tiên
 + , _ 1
 *, / 2
 ^ 3
32
33
(
-
/
Example:
Push ( Output
Display A
Push +
Display B
Push *
Display C
Read )
Pop *, Display *,
Pop +, Display +, Pop (
Push /
Push (
Display D
Push -
Push (
Display E
Push -
Display F
Read )
Pop -, Display -, Pop (
Read )
Pop -, Display -, Pop (
Pop /, Display /
(
+
*
(
+
(
-
(
-
(
(A+B*C)/(D-(E-F))
A
ABC
AB
ABC*
ABC*+
ABC*+D
ABC*+DE
ABC*+DEF
ABC*+DEF-
ABC*+DEF--
(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))
/
/
ABC*+DEF--/
(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))
12
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
S=[];
KQ=“”
34
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
35
S=[];
KQ=“”
S=[+];
KQ=“A”
A + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * H
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
36
S=[+];
KQ=A
A + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * H
S=[+(];S=[+(*];
KQ=ABKQ=ABC
13
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
37
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
S=[+(*];
KQ=ABC
S=[+(];
KQ=ABC*
S=[+(-];
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
38
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*
S=[+(-];S=[+(-(];
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
39
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*
S=[+(-(];
KQ=ABC*D
14
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
40
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*D
S=[+(-(];S=[+(-(/];
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
41
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*D
S=[+(-(/];
KQ=ABC*DE
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
42
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*DE
S=[+(-(/];S=[+(-(/^];
15
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
43
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*DE
S=[+(-(/^];
KQ=ABC*DEF
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
44
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*DEF
S=[+(-(/^];S=[+(-(/];
KQ=ABC*DEF^/
S=[+(-(];S=[+(-];
KQ=ABC*DEF^
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
45
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
S=[+(-];
KQ=ABC*DEF^/
S=[+(-*];
16
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
46
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
S=[+(-*];
KQ=ABC*DEF^/KQ=ABC*DEF^/G
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
47
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
S=[+(-*];
KQ=ABC*DEF^/G
S=[+(-];
KQ=ABC*DEF^/G*KQ=ABC*DEF^/G*-
S=[+(];S=[+];
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
48
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*DEF^/G*-
S=[+];S=[+*];
17
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
49
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*DEF^/G*-
S=[+*];
KQ=ABC*DEF^/G*-H
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Ví dụ
50
A + (B*C - (D/E^F) * G) * H
KQ=ABC*DEF^/G*-H
S=[+*];S=[];
KQ=ABC*DEF^/G*-H*+KQ=ABC*DEF^/G*-H*+
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Nội dung
 Ngăn xếp (Stack)
 Hàng đợi (Queue)
 Khái niệm Queue
 Các thao tác trên Queue
 Hiện thực Queue
 Ứng dụng Queue
51
18
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Queue - Khái niệm
 Queue là một danh sách mà các đối tượng được thêm vào ở
một đầu của danh sách và lấy ra ở một đầu kia của danh sách
(A queue is also a list of elements with insertions permitted at one end and
deletions permitted from the other end)
 Việc thêm một đối tượng vào Queue luôn diễn ra ở cuối
Queue và việc lấy một đối tượng ra khỏi Queue luôn diễn ra ở
đầu Queue
 Vì thế, việc thêm một đối tượng vào Queue hoặc lấy một đối
tượng ra khỏi Queue được thực hiện theo cơ chế FIFO (First
In First Out - Vào trước ra trước)
52
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Queue - Khái niệm
53
Imaging
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Queue – Các thao tác
 Hàng đợi hỗ trợ các thao tác:
 EnQueue(): Thêm đối tượng vào cuối (rear) Queue
 DeQueue(): Lấy đối tượng ở đầu (front) Queue ra khỏi Queue
 Ví dụ:
5 3 2 - - 4
54
Front Rear
19
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Queue – Các thao tác
 Queue còn hỗ trợ các thao tác:
 isEmpty(): Kiểm tra xem hàng đợi có rỗng không
 Front(): Trả về giá trị của phần tử nằm ở đầu hàng đợi mà
không hủy nó. Nếu hàng đợi rỗng thì lỗi sẽ xảy ra
55
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Queue – Hiện thực Queue
(Implementation of a Queue)
56
Mảng 1 chiều Danh sách LK
Kích thước queue
khi quá thiếu, lúc
quá thừa
Cấp phát
động!
EnQueue/DeQueue
hơi phức tạp
EnQueue/DeQueue
khá dễ dàng
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
57
 Có thể tạo một Queue bằng cách sử dụng một mảng 1 chiều
theo kiểu xoay vòng (coi phần tử an-1 kề với phần tử a0)
 Hàng đợi chứa tối đa N phần tử
 Phần tử ở đầu hàng đợi sẽ có chỉ số front
 Phần tử ở cuối hàng đợi sẽ có chỉ số rear
 The limitation of an array implementation is that the queue cannot
grow and shrink dynamically as per the requirement
20
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
 Dùng mảng: Có xu hướng dời về cuối mảng
 Hai cách hiện thực:
 Khi lấy một phần tử ra thì đồng thời dời ô lên một vị trí:
 Khi lấy một phần tử ra thì không dời ô lên:
58
A B C D B C D B C D E
Ban đầu Lấy ra 1 phần tử:
dời tất cả về trước để
trống chỗ thêm vào
Thêm vào 1 phần tử
A B C D B C D B C D
Ban đầu Lấy ra 1 phần tử Thêm vào 1 phần tử
E
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
 Trạng thái Queue lúc bình thường:
 Trạng thái Queue lúc xoay vòng:
59
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
60
12 1 4 2A 5
A[0] A[1]
DeQueue(Q)
A[2] A[N-1]
rf
Cách dùng mảng 1
21
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
61
1 4 2 5A
A[0] A[1]
DeQueue(Q)
A[2] A[N-1]
rf
Cách dùng mảng 1
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
62
1 4 2 5A
A[0] A[1] A[2] A[N-1]
rf
Cách dùng mảng 1
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
63
12 1 4 2A 5
A[0] A[1]
r
A[2] A[N-1]
f
A
A[0] A[1]
r
A[2]
f
Empty queue f=r
Cách dùng mảng 2
22
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
64
12 1 4 2A 5
A[0] A[1]
r
DeQueue(Q)
A[2] A[N-1]
f
Cách dùng mảng 2
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
65
1 4 2A 5
A[0] A[1] A[2] A[N-1]
f r
DeQueue(Q)
EnQueue(5,Q)
Cách dùng mảng 2
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
66
1 4 2A 5 5
A[0] A[1] A[2] A[N-1]
f r
DeQueue(Q)
EnQueue(5,Q)
EnQueue(5,Q)
Cách dùng mảng 2
23
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
67
1 4 2A 5 5 5
A[0] A[1] A[2] A[N-1]
f r
DeQueue(Q)
EnQueue(5,Q)
EnQueue(5,Q)
DeQueue(Q)
DeQueue(Q)
Cách dùng mảng 2
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
68
2A 5 5 5
A[0] A[1] A[2] A[N-1]
f r
DeQueue(Q)
EnQueue(5,Q)
EnQueue(5,Q)
DeQueue(Q)
DeQueue(Q)
DeQueue(Q), EnQueue(5,Q), DeQueue(Q),
EnQueue(5,Q),……….
Cách dùng mảng 2
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
69
A 5 5 5 5
A[0] A[1]
r
A[2] A[N-1]
f
DeQueue(Q)
EnQueue(5,Q)
EnQueue(5,Q)
DeQueue(Q)
DeQueue(Q)
DeQueue(Q), EnQueue(5,Q), DeQueue(Q),
EnQueue(5,Q),……….
Cách dùng mảng 2
24
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
70
5 5A 5 5
A[0] A[1]
r
A[2] A[N-1]
f
DeQueue(Q), EnQueue(5,Q), DeQueue(Q),
EnQueue(5,Q),……….
Cách dùng mảng 2
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
72
size(Q): if (r >= f) then return (r-f)
else return N-(f-r)
1 4 2A 5
A[0] A[1] A[2] A[N-1]
f r
Cách dùng mảng 2
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
73
size(Q): if (r >= f) then return (r-f)
else return N-(f-r)
5 5A 5 5
A[0] A[1]
r
A[2] A[N-1]
f
Cách dùng mảng 2
25
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
74
 Để khai báo một Queue, ta cần khai báo:
 một mảng một chiều list,
 hai biến nguyên front, rear cho biết chỉ số của đầu và cuối của
hàng đợi,
 hằng số N cho biết kích thước tối đa của Queue
 Hàng đợi có thể được khai báo cụ thể như sau:
struct Queue
{
int front, rear;
DataType list[N];
};
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
 Do khi cài đặt bằng mảng một chiều, hàng đợi bị giới hạn kích
thước nên cần xây dựng thêm một thao tác phụ cho hàng đợi:
 isFull(): Kiểm tra xem hàng đợi có đầy chưa
75
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
76
 Khởi tạo Queue:
 Kiểm tra xem Queue có rỗng không:
void Init(Queue &q)
{
q.front = q.rear = 0;
}
int isEmpty(Queue q)
{
if (q.front == q.rear == 0)
return 1;
if (q.front == q.rear)
return 1;
return 0;
}
26
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
77
 Kiểm tra hàng đợi đầy hay không:
int isFull(Queue q)
{
if (q.front == 0 && q.rear == N-1)
return 1;
if (q.front == q.rear)
return 1;
return 0;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
78
 Thêm một phần tử x vào cuối Queue:
int EnQueue(Queue &q, DataType x)
{
if (isFull(q))
return 0; // không thêm được vì Queue đầy
q.list[q.rear] = x;
q.rear++;
if (q.rear == N) q.rear=0;
return 1;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
79
 Trích, huỷ phần tử ở đầu hàng đợi:
DataType DeQueue(Queue &q)
{
if (Empty(q)) return NULLDATA;
DataType t = q.list[q.front];
q.front++;
if (q.front == N) q.front = 0;
return t;
}
27
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
 Xem thông tin của phần tử ở đầu Queue:
DataType Front(Queue q)
{
if (isEmpty(q)) return NULLDATA;
return q.list[q.front];
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng DSLK
(Implementation of a Queue using Linked List)
81
 Có thể tạo một hàng đợi sử dụng một DSLK đơn
 Phần tử đầu DSKL (phead) sẽ là phần tử đầu Queue (front),
phần tử cuối DSKL (ptail) sẽ là phần tử cuối Queue (rear)
a1 a2 aN-2 an-1
Đầu queue
Cuối queue
a0
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng DSLK
(Implementation of a Queue using Linked List)
82
 Khai báo các cấu trúc:
struct Node
{
DataType data;
Node *pNext;
};
struct Queue
{
Node *front, *rear;
};
28
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng DSLK
(Implementation of a Queue using Linked List)
 Khởi tạo Queue rỗng:
 Kiểm tra hàng đợi rỗng :
83
void Init(Queue &q)
{
q.front = q.rear = NULL;
}
int isEmpty(Queue &q)
{
if (q.front == NULL)
return 1;
else
return 0;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng DSLK
(Implementation of a Queue using Linked List)
 Thêm một phần tử p vào cuối Queue:
84
int EnQueue(Queue &q, DataType x)
{
Node *p = new Node;
if (p==NULL) return 0; //Khong du bo nho
p->pNext = NULL;
p->data = x;
if (q.front == NULL) // TH Queue rỗng
q.front = q.rear = new_node;
else
{
q.rear->pNext = new_node;
q.rear = new_node;
}
return 1;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng DSLK
(Implementation of a Queue using Linked List)
 Trích và huỷ phần tử ở đầu Queue:
85
DataType DeQueue(Queue &q)
{
if (isEmpty(q)) return NULLDATA;
Node *p = q.front;
p->pNext = NULL;
q.front = q.front->pNext;
if (q.front==NULL) q.rear = NULL;
DataType x = p->data;
delete p;
return x;
}
29
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng mảng
(Implementation of a Queue using Array)
 Xem thông tin của phần tử ở đầu Queue:
DataType Front(Queue q)
{
if (isEmpty(q)) return NULLDATA;
return q.front->data;
}
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Hiện thực Queue dùng DSLK
(Implementation of a Queue using Linked List)
87
Nhận xét:
 Các thao tác trên Queue biểu diễn bằng danh sách liên kết
làm việc với chi phí O(1)
 Nếu không quản lý phần tử cuối xâu, thao tác Dequeue sẽ
có độ phức tạp O(n)
Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi
Queue - Ứng dụng
88
 Queue có thể được sử dụng trong một số bài toán:
 Bài toán “sản xuất và tiêu thụ” (ứng dụng trong các hệ điều hành
song song)
 Bộ đệm (ví dụ: Nhấn phím  Bộ đệm  CPU xử lý)
 Xử lý các lệnh trong máy tính (ứng dụng trong HĐH, trình biên
dịch), hàng đợi các tiến trình chờ được xử lý, ….

More Related Content

What's hot

Bài 11 Kiểu mảng(tt)
Bài 11 Kiểu mảng(tt)Bài 11 Kiểu mảng(tt)
Bài 11 Kiểu mảng(tt)Võ Tâm Long
 
Bài tập CTDL và GT 3
Bài tập CTDL và GT 3Bài tập CTDL và GT 3
Bài tập CTDL và GT 3Hồ Lợi
 
Bài tập CTDL và GT 12
Bài tập CTDL và GT 12Bài tập CTDL và GT 12
Bài tập CTDL và GT 12Hồ Lợi
 
Bài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPT
Bài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPTBài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPT
Bài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPTMasterCode.vn
 
Ctdl C03
Ctdl C03Ctdl C03
Ctdl C03giang
 
C3 stack queue
C3 stack queueC3 stack queue
C3 stack queuehiep0109
 
Bài tập CTDL và GT 7
Bài tập CTDL và GT 7Bài tập CTDL và GT 7
Bài tập CTDL và GT 7Hồ Lợi
 
Bai5 dsachlket
Bai5 dsachlketBai5 dsachlket
Bai5 dsachlketHồ Lợi
 
Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)
Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)
Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)Loc Tran
 
Bài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPT
Bài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPTBài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPT
Bài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPTMasterCode.vn
 

What's hot (19)

Huong danthuchanhmang
Huong danthuchanhmangHuong danthuchanhmang
Huong danthuchanhmang
 
Bài 11 Kiểu mảng(tt)
Bài 11 Kiểu mảng(tt)Bài 11 Kiểu mảng(tt)
Bài 11 Kiểu mảng(tt)
 
Bài tập CTDL và GT 3
Bài tập CTDL và GT 3Bài tập CTDL và GT 3
Bài tập CTDL và GT 3
 
Bài tập CTDL và GT 12
Bài tập CTDL và GT 12Bài tập CTDL và GT 12
Bài tập CTDL và GT 12
 
Stack &amp; queue
Stack &amp; queueStack &amp; queue
Stack &amp; queue
 
Bài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPT
Bài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPTBài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPT
Bài 4: ARRAY VÀ ARRAYLIST - Giáo trình FPT
 
Ctdl C03
Ctdl C03Ctdl C03
Ctdl C03
 
Lect05 array
Lect05 arrayLect05 array
Lect05 array
 
C3 stack queue
C3 stack queueC3 stack queue
C3 stack queue
 
Bai11
Bai11Bai11
Bai11
 
Dieukhientuyentin hmoi
Dieukhientuyentin hmoiDieukhientuyentin hmoi
Dieukhientuyentin hmoi
 
Val
ValVal
Val
 
Bài tập CTDL và GT 7
Bài tập CTDL và GT 7Bài tập CTDL và GT 7
Bài tập CTDL và GT 7
 
Bai5 dsachlket
Bai5 dsachlketBai5 dsachlket
Bai5 dsachlket
 
Section 2
Section 2Section 2
Section 2
 
Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)
Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)
Chap4 new (tran dai's conflicted copy 2013 04-02)
 
Thu vien chuan c++
Thu vien chuan c++Thu vien chuan c++
Thu vien chuan c++
 
7 stl c++
7   stl c++7   stl c++
7 stl c++
 
Bài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPT
Bài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPTBài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPT
Bài 7: Danh sách liên kết (LINKED LIST) và tập hợp (SET) - Giáo trình FPT
 

Viewers also liked

World economy today visa vis indian position by rajorsi panja
World economy today visa vis indian position by rajorsi panjaWorld economy today visa vis indian position by rajorsi panja
World economy today visa vis indian position by rajorsi panjaRajorsi Panja
 
Торрент-трекер
Торрент-трекерТоррент-трекер
Торрент-трекерtimofeev-vet2013
 
數位教學投影片
數位教學投影片數位教學投影片
數位教學投影片jane1203a
 
Presentation Acids
Presentation AcidsPresentation Acids
Presentation Acidsabirami179
 
Sheena Allen Apps - Pitch Deck
Sheena Allen Apps - Pitch DeckSheena Allen Apps - Pitch Deck
Sheena Allen Apps - Pitch DeckSheena Allen
 
Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02
Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02
Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02Thái Phan Minh
 
Fiama di wills.....by Rajorsi panja.
Fiama di  wills.....by Rajorsi panja.Fiama di  wills.....by Rajorsi panja.
Fiama di wills.....by Rajorsi panja.Rajorsi Panja
 
Sheena Allen Apps Pitch Deck
Sheena Allen Apps Pitch DeckSheena Allen Apps Pitch Deck
Sheena Allen Apps Pitch DeckSheena Allen
 
Hướng để tạo một fanpage thu hút
Hướng để tạo một fanpage thu hútHướng để tạo một fanpage thu hút
Hướng để tạo một fanpage thu hútThái Phan Minh
 
Ipskamp drukkers
Ipskamp drukkersIpskamp drukkers
Ipskamp drukkersPromoVeTue
 
PinaCart presentation
PinaCart presentationPinaCart presentation
PinaCart presentationPinaCart
 
Торрент-трекер
Торрент-трекерТоррент-трекер
Торрент-трекерtimofeev-vet2013
 
Rural market ppt by rajorsi
Rural market ppt by rajorsiRural market ppt by rajorsi
Rural market ppt by rajorsiRajorsi Panja
 
Case study...Rajorsi panja.(9832916990)
Case study...Rajorsi panja.(9832916990)Case study...Rajorsi panja.(9832916990)
Case study...Rajorsi panja.(9832916990)Rajorsi Panja
 

Viewers also liked (17)

Realism
RealismRealism
Realism
 
World economy today visa vis indian position by rajorsi panja
World economy today visa vis indian position by rajorsi panjaWorld economy today visa vis indian position by rajorsi panja
World economy today visa vis indian position by rajorsi panja
 
Торрент-трекер
Торрент-трекерТоррент-трекер
Торрент-трекер
 
數位教學投影片
數位教學投影片數位教學投影片
數位教學投影片
 
Presentation Acids
Presentation AcidsPresentation Acids
Presentation Acids
 
Sheena Allen Apps - Pitch Deck
Sheena Allen Apps - Pitch DeckSheena Allen Apps - Pitch Deck
Sheena Allen Apps - Pitch Deck
 
Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02
Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02
Tapdayguitar ok-130803104842-phpapp02
 
Fiama di wills.....by Rajorsi panja.
Fiama di  wills.....by Rajorsi panja.Fiama di  wills.....by Rajorsi panja.
Fiama di wills.....by Rajorsi panja.
 
Sheena Allen Apps Pitch Deck
Sheena Allen Apps Pitch DeckSheena Allen Apps Pitch Deck
Sheena Allen Apps Pitch Deck
 
Hướng để tạo một fanpage thu hút
Hướng để tạo một fanpage thu hútHướng để tạo một fanpage thu hút
Hướng để tạo một fanpage thu hút
 
Ipskamp drukkers
Ipskamp drukkersIpskamp drukkers
Ipskamp drukkers
 
PinaCart presentation
PinaCart presentationPinaCart presentation
PinaCart presentation
 
Торрент-трекер
Торрент-трекерТоррент-трекер
Торрент-трекер
 
NavegadoresWed/Mozilla
NavegadoresWed/MozillaNavegadoresWed/Mozilla
NavegadoresWed/Mozilla
 
Rural market ppt by rajorsi
Rural market ppt by rajorsiRural market ppt by rajorsi
Rural market ppt by rajorsi
 
Case study...Rajorsi panja.(9832916990)
Case study...Rajorsi panja.(9832916990)Case study...Rajorsi panja.(9832916990)
Case study...Rajorsi panja.(9832916990)
 
Fiama di wills
Fiama di  willsFiama di  wills
Fiama di wills
 

Similar to C6 stack queue

CTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdf
CTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdfCTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdf
CTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdfLmTrn286060
 
trac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdf
trac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdftrac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdf
trac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdfNguynVnTun74
 
Ctdl C06
Ctdl C06Ctdl C06
Ctdl C06giang
 
Ctdl lab07-cac thuat-toan_sap_xep
Ctdl lab07-cac thuat-toan_sap_xepCtdl lab07-cac thuat-toan_sap_xep
Ctdl lab07-cac thuat-toan_sap_xepNguyễn Ngọc Hà
 
Lappj trình hướng đối tượng
Lappj trình hướng đối tượngLappj trình hướng đối tượng
Lappj trình hướng đối tượngHưởng Nguyễn
 
Bai3 timkiem sapxep
Bai3 timkiem sapxepBai3 timkiem sapxep
Bai3 timkiem sapxepHồ Lợi
 
Bai3 timkiemsapxep
Bai3 timkiemsapxepBai3 timkiemsapxep
Bai3 timkiemsapxepnhà tôi
 
Thuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếp
Thuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếpThuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếp
Thuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếpGCon47
 
Cấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kết
Cấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kếtCấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kết
Cấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kếthotro
 
Oop unit 09 lập trình tổng quát
Oop unit 09 lập trình tổng quátOop unit 09 lập trình tổng quát
Oop unit 09 lập trình tổng quátTráng Hà Viết
 
Bài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPT
Bài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPTBài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPT
Bài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPTMasterCode.vn
 
5 Array
5 Array5 Array
5 ArrayCuong
 
Bài tập CTDL và GT 11
Bài tập CTDL và GT 11Bài tập CTDL và GT 11
Bài tập CTDL và GT 11Hồ Lợi
 
Lesson 04 : Actionscript 3 Overview
Lesson 04 : Actionscript 3 OverviewLesson 04 : Actionscript 3 Overview
Lesson 04 : Actionscript 3 OverviewHallo Patidu
 

Similar to C6 stack queue (20)

CTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdf
CTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdfCTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdf
CTDL-04-Ngan xep va Hang doi (1).pdf
 
trac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdf
trac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdftrac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdf
trac-nghiem-cau-truc-du-lieu-va-giai-thuat.pdf
 
Ctdl C06
Ctdl C06Ctdl C06
Ctdl C06
 
Chap4 new
Chap4 newChap4 new
Chap4 new
 
Ctdl lab07-cac thuat-toan_sap_xep
Ctdl lab07-cac thuat-toan_sap_xepCtdl lab07-cac thuat-toan_sap_xep
Ctdl lab07-cac thuat-toan_sap_xep
 
Lappj trình hướng đối tượng
Lappj trình hướng đối tượngLappj trình hướng đối tượng
Lappj trình hướng đối tượng
 
Bai3 timkiem sapxep
Bai3 timkiem sapxepBai3 timkiem sapxep
Bai3 timkiem sapxep
 
Bai3 timkiemsapxep
Bai3 timkiemsapxepBai3 timkiemsapxep
Bai3 timkiemsapxep
 
Thuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếp
Thuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếpThuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếp
Thuật toán ứng dụng - Tìm kiếm và sắp xếp
 
Cấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kết
Cấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kếtCấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kết
Cấu trúc dữ liệu kiểu danh sách liên kết
 
Oop unit 09 lập trình tổng quát
Oop unit 09 lập trình tổng quátOop unit 09 lập trình tổng quát
Oop unit 09 lập trình tổng quát
 
Đệ quy và quay lui
Đệ quy và quay luiĐệ quy và quay lui
Đệ quy và quay lui
 
Baitap ktlt
Baitap ktltBaitap ktlt
Baitap ktlt
 
Bài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPT
Bài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPTBài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPT
Bài 5: Các thuật toán sắp xếp và tìm kiếm cơ bản - Giáo trình FPT
 
5 Array
5 Array5 Array
5 Array
 
Baitap ktlt
Baitap ktltBaitap ktlt
Baitap ktlt
 
Ctdl c2
Ctdl c2Ctdl c2
Ctdl c2
 
Bài tập CTDL và GT 11
Bài tập CTDL và GT 11Bài tập CTDL và GT 11
Bài tập CTDL và GT 11
 
AI01_exercises.pptx
AI01_exercises.pptxAI01_exercises.pptx
AI01_exercises.pptx
 
Lesson 04 : Actionscript 3 Overview
Lesson 04 : Actionscript 3 OverviewLesson 04 : Actionscript 3 Overview
Lesson 04 : Actionscript 3 Overview
 

C6 stack queue

  • 1. 1 Chương 5: NGĂN XẾP – HÀNG ĐỢI (Stack - Queue) 1 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Nội dung  Ngăn xếp  Hàng đợi 2  Ngăn xếp (Stack)  Khái niệm Stack  Các thao tác trên Stack  Hiện thực Stack  Ứng dụng của Stack  Hàng đợi Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Stack - Khái niệm  Stack là một danh sách mà các đối tượng được thêm vào và lấy ra chỉ ở một đầu của danh sách (A stack is simply a list of elements with insertions and deletions permitted at one end)  Vì thế, việc thêm một đối tượng vào Stack hoặc lấy một đối tượng ra khỏi Stack được thực hiện theo cơ chế LIFO (Last In First Out - Vào sau ra trước)  Các đối tượng có thể được thêm vào Stack bất kỳ lúc nào nhưng chỉ có đối tượng thêm vào sau cùng mới được phép lấy ra khỏi Stack 3
  • 2. 2 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Stack – Các thao tác  Stack hỗ trợ 2 thao tác chính:  “Push”: Thao tác thêm 1 đối tượng vào Stack  “Pop”: Thao tác lấy 1 đối tượng ra khỏi Stack  Ví dụ: 5 3 2 - - 4 4 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Stack – Các thao tác 5  Stack cũng hỗ trợ một số thao tác khác:  isEmpty(): Kiểm tra xem Stack có rỗng không  Top(): Trả về giá trị của phần tử nằm ở đầu Stack mà không hủy nó khỏi Stack. Nếu Stack rỗng thì lỗi sẽ xảy ra Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Stack – Hiện thực Stack (Implementation of a Stack) 6 Mảng 1 chiều Danh sách LK Kích thước stack khi quá thiếu, lúc quá thừa Cấp phát động! Push / Pop hơi phức tạp Push/Pop khá dễ dàng
  • 3. 3 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array)  Có thể tạo một Stack bằng cách khai báo một mảng 1 chiều với kích thước tối đa là N (ví dụ: N =1000)  Stack có thể chứa tối đa N phần tử đánh số từ 0 đến N-1  Phần tử nằm ở đỉnh Stack sẽ có chỉ số là top (lúc đó trong Stack đang chứa top+1 phần tử)  Như vậy, để khai báo một Stack, ta cần một mảng 1 chiều list, và 1 biến số nguyên top cho biết chỉ số của đỉnh Stack: struct Stack { DataType list[N]; int top; }; 7 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array)  Lệnh top = 0 sẽ tạo ra một Stack S rỗng  Giá trị của top sẽ cho biết số phần tử hiện hành có trong Stack  Khi cài đặt bằng mảng 1 chiều, Stack bị giới hạn kích thước nên cần xây dựng thêm một thao tác phụ cho Stack:  isFull(): Kiểm tra xem Stack có đầy chưa, vì khi Stack đầy, việc gọi đến hàm Push() sẽ phát sinh ra lỗi 8 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array) 9  Khởi tạo Stack: void Init (Stack &s) { s.top = 0; }
  • 4. 4 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array)  Kiểm tra Stack rỗng hay không: 10 int isEmpty(Stack s) { if (s.top==0) return 1; // stack rỗng else return 0; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array)  Kiểm tra Stack đầy hay không: 11 int isFull(Stack s) { if (s.top>=N) return 1; else return 0; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array)  Thêm một phần tử x vào Stack 12 void Push (Stack &s, DataType x) { if (!isFull(s)) // stack chưa đầy { s.list[s.top]=x; s.top++; } }
  • 5. 5 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array)  Trích thông tin và huỷ phần tử ở đỉnh Stack 13 DataType Pop(Stack &s) { DataType x; if (!Empty(s)) // stack khác rỗng { x = s.list[s.top]; s.top--; } return x; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng mảng (Implementation of a Stack using Array) Nhận xét:  Các thao tác trên đều làm việc với chi phí O(1)  Việc cài đặt Stack thông qua mảng một chiều đơn giản và khá hiệu quả  Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của phương án cài đặt này là giới hạn về kích thước của Stack (N)  Giá trị của N có thể quá nhỏ so với nhu cầu thực tế hoặc quá lớn sẽ làm lãng phí bộ nhớ 14 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng DSLK (Implementation of a Stack using Linked List)  Có thể tạo một Stack bằng cách sử dụng một danh sách liên kết đơn (DSLK)  Khai báo các cấu trúc: 15 struct Node { DataType data; Node *pNext; }; struct Stack { Node *top; };
  • 6. 6 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng DSLK (Implementation of a Stack using Linked List)  Khởi tạo Stack: 16 void Init(Stack &t) { t.top = NULL; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng DSLK (Implementation of a Stack using Linked List)  Kiểm tra xem Stack có rỗng không: 17 int isEmpty (Stack t) { return t.top == NULL ? 1 : 0; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng DSLK (Implementation of a Stack using Linked List)  Thêm một phần tử x vào Stack: 18 void Push (Stack &t, DataType x) { Node *p = new Node; if (p==NULL) { cout<<“Khong du bo nho”; return; } p->data = x; p->pNext= NULL; if (t.top==NULL) // if (Empty(l)) t.top = p; else{ p->pNext = t.top; t.top = p; } } Thêm phần tử vào đầu danh sách
  • 7. 7 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Stack dùng DSLK (Implementation of a Stack Using Linked List)  Trích thông tin và hủy phần tử ở đỉnh Stack: 19 DataType Pop (Stack &t) { if (t.top==NULL){ cout<<“Stack rỗng”; return NULLDATA;} DataType x; Node *p = t.top; p->pNext = NULL; t.top = t.top->pNext; x = p->data; delete p; return x; } Lấy và xóa phần tử ở đầu danh sách Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Stack - Ứng dụng  Stack thích hợp lưu trữ các loại dữ liệu mà trình tự truy xuất ngược với trình tự lưu trữ  Một số ứng dụng của Stack:  Trong trình biên dịch (thông dịch), khi thực hiện các thủ tục, Stack được sử dụng để lưu môi trường của các thủ tục  Lưu dữ liệu khi giải một số bài toán của lý thuyết đồ thị (như tìm đường đi)  Khử đệ qui  Ứng dụng trong các bài toán tính toán biểu thức  … 20 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Stack - Ứng dụng Ví dụ: thủ tục Quick_Sort dùng Stack để khử đệ qui:  Bước 1. l=1; r=n;  Bước 2. Chọn phần tử giữa x=a[(l+r) / 2]  Bước 3. Phân hoạch (l, r) thành (l1, r1) và (l2, r2) bằng cách xét:  y thuộc (l1, r1) nếu yx  y thuộc (l2, r2) ngược lại  Bước 4. Nếu phân hoạch (l2, r2) có nhiều hơn 1 phần tử thì thực hiện:  Cất (l2, r2) vào Stack  Nếu (l1, r1) có nhiều hơn 1 phần tử thì thực hiện:  l = l1  r = r1  Quay lên bước 2  Ngược lại  Lấy (l, r) ra khỏi Stack, nếu Stack khác rỗng thì quay lên bước 2, ngược lại thì dừng 21
  • 8. 8 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi 22 Stack - Ứng dụng 57 2 1 28 2 0 14 2 0 7 2 1 3 2 1 1 2 1 0 57 = 1110012 Ví dụ: 57 = ???2 Bài tập: đổi số từ cơ số 10 sang cơ số x Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi void main() { Stack s; int coso, so, sodu; Init(s); // Nhập số cần chuyển vào so … // Nhập cơ số cần chuyển vào coso… while (so != 0) { sodu = so % coso; Push (s, sodu); // push so du vao stack so = so/coso; } cout<<"Kết quả: "; while (!isEmpty(s)) cout<<Pop(s); // pop so du ra khoi stack } 23 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Stack - Ứng dụng  Thuật toán Ba Lan ngược (Reverse Polish Notation – RPN)  Định nghĩa RPN:  Biểu thức toán học trong đó các toán tử được viết sau toán hạng và không dùng dấu ngoặc  Phát minh bởi Jan Lukasiewics một nhà khoa học Ba Lan vào những năm 1950 24
  • 9. 9 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi RPN 25 Infix : toán tử viết giữa toán hạng Postfix (RPN): toán tử viết sau toán hạng Prefix : toán tử viết trước toán hạng Examples: INFIX RPN (POSTFIX) PREFIX A + B A * B + C A * (B + C) A - (B - (C - D)) A - B - C - D A B + + A B A B * C + A B C + * A B C D - - - A B - C - D - + * A B C * A + B C - A - B - C D - - - A B C D Lượng giá biểu thức RPN 26 Kỹ thuật gạch dưới: 1. Duyệt từ trái sang phải của biểu thức cho đến khi gặp toán tử. 2. Gạch dưới 2 toán hạng ngay trước toán tử và kết hợp chúng bằng toán tử trên 3. Lặp đi lặp lại cho đến hết biểu thức. Ví dụ 2*((3+4)-(5-6)) 2 3 4 + 5 6 - - * 2 8 *  2 8 *  16  2 7 5 6 - - *  2 7 5 6 - - *  2 7 -1 - *  2 7 -1 - *   2 3 4 + 5 6 - - * Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Thuật toán tính giá trị 1. Khởi tạo Stack rỗng (chứa hằng hoặc biến). 2. Lặp cho đến khi kết thúc biểu thức: Đọc 01 phần tử của biếu thức (hằng, biến, phép toán). Nếu phần tử là hằng hay biến: đưa vào Stack. Ngược lại: Lấy ra 02 phần tử của Stack. Áp dụng phép toán cho 02 phần tử vừa lấy ra. Đưa kết quả vào Stack. 3. Giá trị của biểu thức chính là phần tử cuối cùng của Stack. 27
  • 10. 10 2*((3+4)-(5-6)) 28 Example: 2 3 4 + 5 6 - - * Push 2 Push 3 Push 4 Read + Pop 4, Pop 3, Push 7 Push 5 Push 6 Read - Pop 6, Pop 5, Push -1 Read - Pop -1, Pop 7, Push 8 Read * Pop 8, Pop 2, Push 16 2 3 4 2 7 5 6 2 7 -1 2 8 16 3 + 4 = 7 5 - 6 = -1 7 - -1 = 8 2 * 8 = 16 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Chuyển infix thành postfix 1. Khởi tạo Stack rỗng (chứa các phép toán). 2. Lặp cho đến khi kết thúc biểu thức: Đọc 01 phần tử của biếu thức (01 phần tử có thể là hằng, biến,phép toán, “)” hay “(” ). Nếu phần tử là: 2.1 “(”: đưa vào Stack. 2.2 “)”: lấy các phần tử của Stack ra cho đến khi gặp “(” trong Stack. 29 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Chuyển infix thành postfix 2.3 Một phép toán: + - * / Nếu Stack rỗng: đưa vào Stack. Nếu Stack khác rỗng và phép toán có độ ưu tiên cao hơn phần tử ở đầu Stack: đưa vào Stack. Nếu Stack khác rỗng và phép toán có độ ưu tiên thấp hơn hoặc bằng phần tử ở đầu Stack: - lấy phần tử từ Stack ra; - sau đó lặp lại việc so sánh với phần tử ở đầu Stack. 30
  • 11. 11 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Chuyển infix thành postfix 2.4 Hằng hoặc biến: đưa vào kết quả. 3. Lấy hết tất cả các phần tử của Stack ra. 31 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Độ ưu tiên  + , _ 1  *, / 2  ^ 3 32 33 ( - / Example: Push ( Output Display A Push + Display B Push * Display C Read ) Pop *, Display *, Pop +, Display +, Pop ( Push / Push ( Display D Push - Push ( Display E Push - Display F Read ) Pop -, Display -, Pop ( Read ) Pop -, Display -, Pop ( Pop /, Display / ( + * ( + ( - ( - ( (A+B*C)/(D-(E-F)) A ABC AB ABC* ABC*+ ABC*+D ABC*+DE ABC*+DEF ABC*+DEF- ABC*+DEF-- (A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F)) / / ABC*+DEF--/ (A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))(A+B*C)/(D-(E-F))
  • 12. 12 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ A + (B*C - (D/E^F) * G) * H S=[]; KQ=“” 34 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ A + (B*C - (D/E^F) * G) * H 35 S=[]; KQ=“” S=[+]; KQ=“A” A + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * H Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 36 S=[+]; KQ=A A + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * HA + (B*C - (D/E^F) * G) * H S=[+(];S=[+(*]; KQ=ABKQ=ABC
  • 13. 13 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 37 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H S=[+(*]; KQ=ABC S=[+(]; KQ=ABC* S=[+(-]; Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 38 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC* S=[+(-];S=[+(-(]; Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 39 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC* S=[+(-(]; KQ=ABC*D
  • 14. 14 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 40 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*D S=[+(-(];S=[+(-(/]; Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 41 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*D S=[+(-(/]; KQ=ABC*DE Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 42 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*DE S=[+(-(/];S=[+(-(/^];
  • 15. 15 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 43 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*DE S=[+(-(/^]; KQ=ABC*DEF Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 44 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*DEF S=[+(-(/^];S=[+(-(/]; KQ=ABC*DEF^/ S=[+(-(];S=[+(-]; KQ=ABC*DEF^ Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 45 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H S=[+(-]; KQ=ABC*DEF^/ S=[+(-*];
  • 16. 16 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 46 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H S=[+(-*]; KQ=ABC*DEF^/KQ=ABC*DEF^/G Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 47 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H S=[+(-*]; KQ=ABC*DEF^/G S=[+(-]; KQ=ABC*DEF^/G*KQ=ABC*DEF^/G*- S=[+(];S=[+]; Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 48 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*DEF^/G*- S=[+];S=[+*];
  • 17. 17 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 49 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*DEF^/G*- S=[+*]; KQ=ABC*DEF^/G*-H Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Ví dụ 50 A + (B*C - (D/E^F) * G) * H KQ=ABC*DEF^/G*-H S=[+*];S=[]; KQ=ABC*DEF^/G*-H*+KQ=ABC*DEF^/G*-H*+ Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Nội dung  Ngăn xếp (Stack)  Hàng đợi (Queue)  Khái niệm Queue  Các thao tác trên Queue  Hiện thực Queue  Ứng dụng Queue 51
  • 18. 18 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Queue - Khái niệm  Queue là một danh sách mà các đối tượng được thêm vào ở một đầu của danh sách và lấy ra ở một đầu kia của danh sách (A queue is also a list of elements with insertions permitted at one end and deletions permitted from the other end)  Việc thêm một đối tượng vào Queue luôn diễn ra ở cuối Queue và việc lấy một đối tượng ra khỏi Queue luôn diễn ra ở đầu Queue  Vì thế, việc thêm một đối tượng vào Queue hoặc lấy một đối tượng ra khỏi Queue được thực hiện theo cơ chế FIFO (First In First Out - Vào trước ra trước) 52 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Queue - Khái niệm 53 Imaging Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Queue – Các thao tác  Hàng đợi hỗ trợ các thao tác:  EnQueue(): Thêm đối tượng vào cuối (rear) Queue  DeQueue(): Lấy đối tượng ở đầu (front) Queue ra khỏi Queue  Ví dụ: 5 3 2 - - 4 54 Front Rear
  • 19. 19 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Queue – Các thao tác  Queue còn hỗ trợ các thao tác:  isEmpty(): Kiểm tra xem hàng đợi có rỗng không  Front(): Trả về giá trị của phần tử nằm ở đầu hàng đợi mà không hủy nó. Nếu hàng đợi rỗng thì lỗi sẽ xảy ra 55 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Queue – Hiện thực Queue (Implementation of a Queue) 56 Mảng 1 chiều Danh sách LK Kích thước queue khi quá thiếu, lúc quá thừa Cấp phát động! EnQueue/DeQueue hơi phức tạp EnQueue/DeQueue khá dễ dàng Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 57  Có thể tạo một Queue bằng cách sử dụng một mảng 1 chiều theo kiểu xoay vòng (coi phần tử an-1 kề với phần tử a0)  Hàng đợi chứa tối đa N phần tử  Phần tử ở đầu hàng đợi sẽ có chỉ số front  Phần tử ở cuối hàng đợi sẽ có chỉ số rear  The limitation of an array implementation is that the queue cannot grow and shrink dynamically as per the requirement
  • 20. 20 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array)  Dùng mảng: Có xu hướng dời về cuối mảng  Hai cách hiện thực:  Khi lấy một phần tử ra thì đồng thời dời ô lên một vị trí:  Khi lấy một phần tử ra thì không dời ô lên: 58 A B C D B C D B C D E Ban đầu Lấy ra 1 phần tử: dời tất cả về trước để trống chỗ thêm vào Thêm vào 1 phần tử A B C D B C D B C D Ban đầu Lấy ra 1 phần tử Thêm vào 1 phần tử E Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array)  Trạng thái Queue lúc bình thường:  Trạng thái Queue lúc xoay vòng: 59 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 60 12 1 4 2A 5 A[0] A[1] DeQueue(Q) A[2] A[N-1] rf Cách dùng mảng 1
  • 21. 21 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 61 1 4 2 5A A[0] A[1] DeQueue(Q) A[2] A[N-1] rf Cách dùng mảng 1 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 62 1 4 2 5A A[0] A[1] A[2] A[N-1] rf Cách dùng mảng 1 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 63 12 1 4 2A 5 A[0] A[1] r A[2] A[N-1] f A A[0] A[1] r A[2] f Empty queue f=r Cách dùng mảng 2
  • 22. 22 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 64 12 1 4 2A 5 A[0] A[1] r DeQueue(Q) A[2] A[N-1] f Cách dùng mảng 2 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 65 1 4 2A 5 A[0] A[1] A[2] A[N-1] f r DeQueue(Q) EnQueue(5,Q) Cách dùng mảng 2 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 66 1 4 2A 5 5 A[0] A[1] A[2] A[N-1] f r DeQueue(Q) EnQueue(5,Q) EnQueue(5,Q) Cách dùng mảng 2
  • 23. 23 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 67 1 4 2A 5 5 5 A[0] A[1] A[2] A[N-1] f r DeQueue(Q) EnQueue(5,Q) EnQueue(5,Q) DeQueue(Q) DeQueue(Q) Cách dùng mảng 2 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 68 2A 5 5 5 A[0] A[1] A[2] A[N-1] f r DeQueue(Q) EnQueue(5,Q) EnQueue(5,Q) DeQueue(Q) DeQueue(Q) DeQueue(Q), EnQueue(5,Q), DeQueue(Q), EnQueue(5,Q),………. Cách dùng mảng 2 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 69 A 5 5 5 5 A[0] A[1] r A[2] A[N-1] f DeQueue(Q) EnQueue(5,Q) EnQueue(5,Q) DeQueue(Q) DeQueue(Q) DeQueue(Q), EnQueue(5,Q), DeQueue(Q), EnQueue(5,Q),………. Cách dùng mảng 2
  • 24. 24 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 70 5 5A 5 5 A[0] A[1] r A[2] A[N-1] f DeQueue(Q), EnQueue(5,Q), DeQueue(Q), EnQueue(5,Q),………. Cách dùng mảng 2 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 72 size(Q): if (r >= f) then return (r-f) else return N-(f-r) 1 4 2A 5 A[0] A[1] A[2] A[N-1] f r Cách dùng mảng 2 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 73 size(Q): if (r >= f) then return (r-f) else return N-(f-r) 5 5A 5 5 A[0] A[1] r A[2] A[N-1] f Cách dùng mảng 2
  • 25. 25 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 74  Để khai báo một Queue, ta cần khai báo:  một mảng một chiều list,  hai biến nguyên front, rear cho biết chỉ số của đầu và cuối của hàng đợi,  hằng số N cho biết kích thước tối đa của Queue  Hàng đợi có thể được khai báo cụ thể như sau: struct Queue { int front, rear; DataType list[N]; }; Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array)  Do khi cài đặt bằng mảng một chiều, hàng đợi bị giới hạn kích thước nên cần xây dựng thêm một thao tác phụ cho hàng đợi:  isFull(): Kiểm tra xem hàng đợi có đầy chưa 75 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 76  Khởi tạo Queue:  Kiểm tra xem Queue có rỗng không: void Init(Queue &q) { q.front = q.rear = 0; } int isEmpty(Queue q) { if (q.front == q.rear == 0) return 1; if (q.front == q.rear) return 1; return 0; }
  • 26. 26 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 77  Kiểm tra hàng đợi đầy hay không: int isFull(Queue q) { if (q.front == 0 && q.rear == N-1) return 1; if (q.front == q.rear) return 1; return 0; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 78  Thêm một phần tử x vào cuối Queue: int EnQueue(Queue &q, DataType x) { if (isFull(q)) return 0; // không thêm được vì Queue đầy q.list[q.rear] = x; q.rear++; if (q.rear == N) q.rear=0; return 1; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array) 79  Trích, huỷ phần tử ở đầu hàng đợi: DataType DeQueue(Queue &q) { if (Empty(q)) return NULLDATA; DataType t = q.list[q.front]; q.front++; if (q.front == N) q.front = 0; return t; }
  • 27. 27 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array)  Xem thông tin của phần tử ở đầu Queue: DataType Front(Queue q) { if (isEmpty(q)) return NULLDATA; return q.list[q.front]; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng DSLK (Implementation of a Queue using Linked List) 81  Có thể tạo một hàng đợi sử dụng một DSLK đơn  Phần tử đầu DSKL (phead) sẽ là phần tử đầu Queue (front), phần tử cuối DSKL (ptail) sẽ là phần tử cuối Queue (rear) a1 a2 aN-2 an-1 Đầu queue Cuối queue a0 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng DSLK (Implementation of a Queue using Linked List) 82  Khai báo các cấu trúc: struct Node { DataType data; Node *pNext; }; struct Queue { Node *front, *rear; };
  • 28. 28 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng DSLK (Implementation of a Queue using Linked List)  Khởi tạo Queue rỗng:  Kiểm tra hàng đợi rỗng : 83 void Init(Queue &q) { q.front = q.rear = NULL; } int isEmpty(Queue &q) { if (q.front == NULL) return 1; else return 0; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng DSLK (Implementation of a Queue using Linked List)  Thêm một phần tử p vào cuối Queue: 84 int EnQueue(Queue &q, DataType x) { Node *p = new Node; if (p==NULL) return 0; //Khong du bo nho p->pNext = NULL; p->data = x; if (q.front == NULL) // TH Queue rỗng q.front = q.rear = new_node; else { q.rear->pNext = new_node; q.rear = new_node; } return 1; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng DSLK (Implementation of a Queue using Linked List)  Trích và huỷ phần tử ở đầu Queue: 85 DataType DeQueue(Queue &q) { if (isEmpty(q)) return NULLDATA; Node *p = q.front; p->pNext = NULL; q.front = q.front->pNext; if (q.front==NULL) q.rear = NULL; DataType x = p->data; delete p; return x; }
  • 29. 29 Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng mảng (Implementation of a Queue using Array)  Xem thông tin của phần tử ở đầu Queue: DataType Front(Queue q) { if (isEmpty(q)) return NULLDATA; return q.front->data; } Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Hiện thực Queue dùng DSLK (Implementation of a Queue using Linked List) 87 Nhận xét:  Các thao tác trên Queue biểu diễn bằng danh sách liên kết làm việc với chi phí O(1)  Nếu không quản lý phần tử cuối xâu, thao tác Dequeue sẽ có độ phức tạp O(n) Chương 5: Ngăn xếp – Hàng đợi Queue - Ứng dụng 88  Queue có thể được sử dụng trong một số bài toán:  Bài toán “sản xuất và tiêu thụ” (ứng dụng trong các hệ điều hành song song)  Bộ đệm (ví dụ: Nhấn phím  Bộ đệm  CPU xử lý)  Xử lý các lệnh trong máy tính (ứng dụng trong HĐH, trình biên dịch), hàng đợi các tiến trình chờ được xử lý, ….