 |
| Thuật Toán Stack Và Queue |
Stack và queue là hai cấu trúc dữ liệu phổ biến trong lập trình, được sử dụng để quản lý và tổ chức các phần tử theo cách đặc biệt. Dưới đây là cách hoạt động cơ bản của mỗi cấu trúc:
 |
| Thuật Toán Stack Và Queue |
Stack (Ngăn xếp)
Stack là một cấu trúc dữ liệu LIFO (Last In, First Out), nghĩa là phần tử cuối cùng được đưa vào stack sẽ là phần tử đầu tiên được lấy ra.
Hoạt động cơ bản của stack:
- Push: Đưa một phần tử vào đầu stack. Phần tử này sẽ trở thành phần tử trên cùng của stack.
- Pop: Lấy ra phần tử trên cùng của stack và loại bỏ nó khỏi stack.
- Top (hay Peek): Truy cập và lấy giá trị của phần tử trên cùng của stack mà không loại bỏ nó.
- isEmpty: Kiểm tra xem stack có rỗng hay không.
Ví dụ:
Khi đưa các phần tử 1, 2, 3 vào Stack theo thứ tự, thì Stack sẽ có thứ tự là 3 (phần tử trên cùng) -> 2 -> 1 (phần tử dưới cùng).
Nếu thực hiện pop, sẽ lấy ra phần tử 3, và sau đó Stack sẽ có thứ tự là 2 (phần tử trên cùng) -> 1.
Queue (Hàng đợi)
Queue là một cấu trúc dữ liệu FIFO (First In, First Out), nghĩa là phần tử đầu tiên được đưa vào queue sẽ là phần tử đầu tiên được lấy ra.
Hoạt động cơ bản của queue:Enqueue (hoặc Push): Đưa một phần tử vào cuối queue.
- Dequeue (hoặc Pop): Lấy ra phần tử ở đầu queue và loại bỏ nó khỏi queue.
- Enqueue: chèn 1 phần tử vào cuối queue
- Front: Truy cập và lấy giá trị của phần tử ở đầu queue mà không loại bỏ nó.
- Back: Truy cập và lấy giá trị của phần tử ở cuối queue mà không loại bỏ nó.
- isEmpty: Kiểm tra xem queue có rỗng hay không.
Ví dụ:
Khi đưa các phần tử 1, 2, 3 vào queue theo thứ tự, thì queue sẽ có thứ tự là 1 (phần tử ở đầu) -> 2 -> 3 (phần tử ở cuối).
Thực tế một xí thì Queue ( hàng đợi ) hoạt động giống như hàng người xếp hàng tại ngân hàng. Người đầu tiên vào ngân hàng rút tiền là người ra về trước (tức là vào trước ra trước). Người cuối cùng trong hàng sẽ là người cuối cùng rời khỏi ngân hàng.
Nếu thực hiện dequeue, sẽ lấy ra phần tử 1, và sau đó queue sẽ có thứ tự là 2 (phần tử ở đầu) -> 3.
Điểm khác nhau giữa stack và queue:
- Thứ tự xử lý: Stack xử lý theo nguyên tắc LIFO, trong khi queue xử lý theo nguyên tắc FIFO.
- Các hoạt động chính: Stack có các hoạt động push và pop, trong khi queue có enqueue và dequeue.
- Ứng dụng: Stack thường được sử dụng trong các tình huống như quản lý thực thi lệnh, đệ quy, còn queue thường được sử dụng trong các tình huống như quản lý các sự kiện, các công việc đang chờ xử lý.
Cả hai cấu trúc dữ liệu đều có vai trò quan trọng trong lập trình và có thể được sử dụng để giải quyết nhiều bài toán khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của vấn đề.
Hai thuật toán này nó chỉ đơn giản như thế thui có thế mà không hiểu thì tui chịu ak :))))
Cả stack và queue đều là những cấu trúc dữ liệu cơ bản và quan trọng trong lập trình, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về cách mà stack và queue được áp dụng trong lập trình:
Ứng dụng của Stack:
- Quản lý đệ quy (Recursion Management): Khi một hàm gọi chính nó (đệ quy), các biến cục bộ và điểm gọi của các hàm con được lưu trữ trong stack. Stack giúp quản lý thứ tự gọi và trả về các hàm đệ quy.
- Thực thi lệnh (Command Execution): Trong một số ngôn ngữ lập trình, stack được sử dụng để lưu trữ và quản lý các lệnh thực thi. Khi bạn gọi một hàm, thông tin về thực thi của hàm đó (các biến cục bộ, địa chỉ trả về) được đưa vào stack.
- Kiểm tra dấu ngoặc (Parentheses Matching): Stack thường được sử dụng để kiểm tra tính hợp lệ của các dấu ngoặc trong biểu thức. Khi gặp dấu mở ngoặc, đưa vào stack; khi gặp dấu đóng ngoặc, lấy từ stack để so sánh. Nếu không khớp, biểu thức không hợp lệ.
- Undo/Redo Operations: Stack có thể được sử dụng để lưu trữ lịch sử các thao tác thực hiện bởi người dùng. Khi người dùng yêu cầu undo (hoặc redo), các thao tác trước đó được lấy từ stack.
- Backtracking Algorithms: Trong các thuật toán backtrack như tìm kiếm theo chiều sâu (DFS), stack được sử dụng để lưu trữ các trạng thái và lựa chọn.
Ứng dụng của Queue:
- Quản lý hàng đợi công việc (Job Scheduling): Queue thường được sử dụng để quản lý các công việc hoặc các tác vụ cần được thực hiện theo thứ tự đến lượt.
- Breadth-First Search (BFS): Trong thuật toán tìm kiếm theo chiều rộng, queue được sử dụng để duyệt các đỉnh theo mức độ.
- Buffering: Queue được sử dụng để lưu trữ dữ liệu tạm thời trong các ứng dụng liên quan đến xử lý dữ liệu dạng hàng đợi.
- Inbox Processing: Trong các ứng dụng xử lý email hoặc tin nhắn, queue được sử dụng để quản lý và xử lý các tin nhắn đến.
- Print Queue: Trong hệ thống in ấn, queue được sử dụng để quản lý các tệp tin in đang chờ xử lý.
Tóm lại:
Stack và queue đều là những cấu trúc dữ liệu rất hữu ích và có ứng dụng rộng rãi trong lập trình. Sử dụng đúng cấu trúc dữ liệu phù hợp với vấn đề cụ thể sẽ giúp cải thiện hiệu suất và hiệu quả của ứng dụng, đồng thời làm cho mã nguồn dễ hiểu và bảo trì hơn.
Design by @KiMiDev
