Структуры данных - лекция: стек и очередь

Лекция курса "Структуры данных"
Стек и очередь

- Последовательность однотипных элементов
- Очередь (Queue), примеры
- Стек (Stack), примеры
- Задания для самостоятельной работы

Transcript

1. Стек и очередь
2. Допустим, у нас есть последовательность однотипных элементов • Если их упорядочить, выстроив один за другим (можно пронумеровать, выстроив натуральный ряд), • У нас получится массив элементов или список элементов • Дальше встаёт вопрос, как мы будем элементы в эту последовательность добавлять и извлекать • Можно произвольным образом (по адресу), а можно ввести некоторое правило
3. Очередь (Queue) • Не столько структура, сколько поведение • FIFO: first-in first-out • Поведение можно реализовать поверх массива или списка Операции: • Add (enqueue) — поместить элемент в очередь • Remove (dequeue) — извлечь элемент из очереди
4. Жизненные ситуации • Живая очередь в магазине • Электронная очередь • Конвейер на производстве • Строительство юнитов на базе (RTS) • Очередь событий с устройств ввода (нажатие кнопок клавиатуры и клики мышки) • «Final destination» («Пункт назначения», 2000)
9. Стек (Stack) • Не столько структура, сколько поведение • LIFO: last-in first-out • Поведение можно реализовать поверх массива или списка Операции: • Push — положить элемент на вершину стека • Pop — забрать элемент с вершины стека
10. Жизненные ситуации • Стопка тетрадей на проверку • Стопка грязных тарелок • Магазин в пистолете • История изменений + ctrl+Z • «It follows» («Оно», 2014)
16. Стек — сегмент памяти • Указатель стека (stack pointer) • Вызов функции: кадр стека добавляется на вершину • Завершение работы: последний добавленный кадр удаляется с вершины стека
26. Лаба — 2.1.1 • Реализовать очередь поверх списка из лабы-1 на С++ • Без STL • Демо в консоли
27. Лаба — 2.1.2 • Реализовать очередь поверх массива на С++ • Без STL • Демо в консоли
28. Лаба — 2.2.1 • Реализовать стек поверх списка из лабы-1 на С++ • Без STL • Демо в консоли
29. Лаба — 2.2.2 • Реализовать стек поверх массива на С++ • Без STL • Демо в консоли
30. • Любой вариант на выбор • Плюс — предметная область (сценарий применения в прикладной системе автоматизации)
31. Например: стек • Симулятор контейнера: добавить посылку в контейнер (телевизор, велосипед, цистерна), достать предмет из контейнера, посмотреть содержимое контейнера
32. Например: очередь • Конвейер на заводе переработки мусора: • добавляем разные объекты (бутылка, банка, тряпка, гнилой арбуз и т. п.) — конвейер заполняется • Снимаем объекты с конвейера для переработки — автоматизированный модуль распознает объект и применяет к нему соответствующий инструмент • Операции: добавить объект, извлечь объект, посмотреть последовательность объектов на конвейере
33. Например: очередь • Электронная очередь в МФЦ • Клиент + проблема (поменять паспорт, подать документы на льготу, ...) • Остальное — аналогично