Steklar va navbatlar. Ularni mantiqiy tasvirlash va ustida amallar bajarish algoritmlari Reja Kirish

Clear() - Stekni tozalash.

isEmpty() – Stekni bo’shlikka tekshirish

push(el) - stekka element kiritish.

pop() – Stekdan element o’chirish.

topEl() - stekni uchidagi elementni o’chirmasdan o’qib olish.

Ulardan foydalanish esa quyidagicha:
stek1.push(x) – x ni stekka tashlash;
Stekka element qo’shish va chiqarish amallari quyidagi 2.1 – rasmda ko’rsatib berilgan.
2
.1 – rasm. Stekda bajarilgan amallar ketma – ketligi.
Unda bo’sh stekka 10 soni kiritilgan. Keyin stekka 5 soni kiritilgan, bu son 10 ni ustiga joylashadi, undan keyin chiqarish amali bajarilganda, stekdan 5 soni o’chiriladi. Chunki u 10 sonining yuqorisida joylashgan edi va 5 soni stekdan chiqariladi. Stekka 15 va 7 soni ketma - ket qo’yilgandan so’ng, eng yuqorida 7 soni bo’ladi. Natijada chiqarish operatsiyasi amalga oshirilganda 7 soni stekni tark etadi. Chiqarish amalidan keyin stekda 10 soni 15 ning ostida qoladi.
Umuman olganda, stek ma’lumotlar saqlashda va ma’lumotlar to’plamidan elementlar teskari tartibda chiqarib olinadigan holatlarda ko’p foydalaniladi.
Stekning qo’llanilishlariga misol qilib dasturda ajratkichlarni moslashtirishni olish mumkin. Bu juda ham muhim masala. Chunki, ajratkichlar ixtiyoriy kompilyatorning qismi hisoblanadi. Agar ajratkichlar bir– biriga moslashtirilmagan bo’lsa, hech bir dastur to’g’ri ishlamaydi.
C++ dasturlash tilida biz quyidagi ajratkichlarga egamiz: oddiy qavslar “(“va”)”, kvadrat qavslar “[“va”]”, figurali qavslar “[“va”]”, va izoh ajratkichlar “/*” va “*/”. Quyida C++ dasturlash tilida ajratkichlar to’g’ri qo’llanilganligiga misol keltirilgan.
a = b + (c - d) * (e - f);
g[10] = h[i[9]] + (j + k) * l;
while (m < (n[8] + o)) { p = 7; /* initialize p */ r = 6; }
Quyidagi misol moslashtirilmagan ajratkichlarga misol bo’la oladi:
a = b + (c - d) * (e - f));
g[10] = h[i[9]] + j + k) * l;
while (m < (n[8) + o]) { p = 7; /* initialize p */ r = 6; }
Konkret ajratgich o’z juftligidan boshqa ajratgichlar bilan ajratilishi mumkin, ya’ni ajratkichlar ichma – ich qo’yilgan bo’lishi mumkin. Shunday qilib, ajratkich o’z juftligi bilan moslashganmi yoki yo’qligini, barcha ajratkichlar juftliklari aniqlangandan keyin bilish mumkin.
Masalan, sikldan foydalanilganda boshlang’ich qavs o’z juftligiga ega ekanligini barcha ichki qavslar juftliklari yopilgandan keyin aniqlash mumkin.
while (m < (n[8] + o))
Ajratkichlarni qiyoslash algoritmi quyidagicha:

• 
  belgilar C++ dastur matnidan o’qiladi va u ochuvchi ajratkich bo’lsa, ular stekka tashlanadi. Agar yopuvchi ajratkich bo’lsa, u ochuvchi ajratkich bilan solishtiriladi va stekdan chiqariladi.
  
• 
  Agar ular mos tushsa, qayta ishlash davom etadi, mos tushmasa qayta ishlash hatolik haqidagi xabar bilan to’xtatiladi.
  

Dastur oxiriga yetganda C++ dasturini qayta ishlash muvoffaqiyatli tugatilgan hisoblanadi va stek bo’sh bo’ladi. Ushbu algoritmni quyida psevdokodini keltiramiz.
Ajratkichlarning moslashuvini tekshirish kodi.
read character ch from file;
while not end of file
if ch is ‘(’, ‘[’, or ‘{’
push(ch);
else if ch is ‘)’, ‘]’, or ‘}’
if ch and popped off delimiter do not match
failure;
else if ch is ‘/’
read the next character;
if this character is ‘*’
skip all characters until “*/” is found and report an error
if the end of file is reached before “*/” is encountered;
else ch = the character read in;
continue; // go to the beginning of the loop;
// else ignore other characters;
read next character ch from file;
if stack is empty
success;
else failure;
2.2-rasmda yuqoridagi algoritmni quyidagi ifodani qayta ishlashga qo’llanganda hosil bo’lgan qayta ishlash ko’rsatilgan
s=t[5]+u/(v*(w+y));
2.2-rasmdagi birinchi ustunda sikl oxiridan keyingi belgigacha bo’lgan stek tarkibi ko’rsatilgan. Birinchi qator fayldagi va stekdagi boshlang’ich holatni ko’rsatilgan. Ch o’zgaruvchi s yozuv faylining birinchi simvoliga initsializatsiya qilinadi, siklning birinchi iteratsiyasida simvol qabul qilinmaydi. Bu holat 2.2-rasmning ikkichi qatorida ko’rsatilgan. Undan keyin tenglik belgisi o’qiladi. U ham qabul qilinmaydi, chunki u ajratkich emas. Birinchi ajratkich (kvadrat qavs ) 5-qadamda o’qiladi va stekka birinchi element bo’lib joylashadi. Ifodaning barcha elementlari o’qib chiqilgandan so’ng ajratkichlar birin – ketin stekka joylanadi, va bu jarayon oxirgi nuqta vergulgacha davom etadi.

2.2-rasm. Ajratkichlar moslashtirish algoritmi yordamida s=t[5]+u/(v*(w+y)); ifodani tekshirish

Stekni qo’llanilishiga boshqa misol qilib, juda katta sonlarni qo’shish masalasini ko’rish mumkin. Bunday sonlar butun toifadagi o’zgaruvchilar uchun mumkin bo’lgan chegaralardan chiqib ketadi. Shuning uchun ularni qo’shish to’g’risida gap ham bo’lishi mumkin emas. Masalan, 18, 274, 364, 583, 929, 273, 748, 459, 595, 684, 373 va 8, 129, 498, 165, 026, 350, 236 sonlari berilgan. Ularni qo’shish muammosini sonlarni raqamlar qatori sifatida tasvirlab, raqami bo’yicha ikkita stekka ketma – ket joylab qo’shish mumkin bo’ladi. Bunda raqam sifatida sonlarni tartib xonalari (birlar , o’nlar, yuzlar…) olinadi. Bu algoritmning psevdokodi quyidagicha:

addingLargeNumbers()
birinchi sonning raqamlari o’qiladi va songa mos stekka joylanadi.
ikkinchi sonning raqamlari o’qiladi va songa mos stekka joylanadi.
carry = 0;
stek bo’sh bo’lmaguncha while siklidan foydalaniladi.
Har bir bo’sh bo’lmagan stekdan son chiqarib olinadi va u carry ga qo’shiladi.
Natijaviy stekka birlik qismi kiritiladi.
Carry ni o’rniga carry saqlanadi.
Agar carry nolga teng bo’lmasa natijaviy stekka joylanadi.
Natijaviy stekdan sonlar chiqariladi va ekranga yoziladi.
2.3-rasmda yuqoridagi algoritmni 592 va 3,784 sonlarni qo’shishni amalga oshirish uchun qo’llanilishi ko’rsatilgan.

1. 
   Birinchi sonning mos raqamlari 1 – stekka joylanadi va
   

ikkinchi sonning mos raqamlari 2 – stekka joylanadi. Stekdagi raqamlar tartibiga e’tibor qaratish kerak.
592 va 3,784 sonlarni qo’shishda stekning ishlatilishiga misol.

2. 
   2 va 4 lar steklardan chiqariladi va ularning yigindisi 6 natijaviy stekka kiritiladi.
   

3. 9 va 8 lar ham steklardan chiqariladi va ularning yig’indisini birlik qismi natijaviy stekka joylanadi, o’nlik qismi esa keyingi natijaga qo’shish uchun carry da saqlab qo’yiladi.
4. 5 va 7 lar ham steklardan chiqariladi va ularning yig’indisini birlik qismi natijaviy stekka joylanadi, o’nlik qismi esa keyingi natijaga qo’shish uchun carry da saqlab qo’yiladi.
5. birinchi stek bo’sh bo’lgan holda , bo’sh bo’lmagan stekdan son chiqariladi va carry ga qo’shiladi, natija natijaviy stekka joylanadi.
6. ikkala stek bo’sh bo’lsa, sonlar yig’indisi natijaviy stekdan olinadi va natija sifatida ekranga chiqariladi.
Endi ma’lumotlar tuzilmasida abstract stekni amalga oshirishni ko’ramiz. Stekni amalga oshirishni yaqqol ko’rinishi dinamik massiv, ya’ni vektorda bajarilishi mumkin.

2.4-rasm. Stekning vektorda amalga oshirilishi

2.5-rasm. Stekning bog’langan ro’yxatda amalga oshirilishi

2.6-rasm. abstract stek (a), stekni vektorda amalga oshirilishi (b) va stekni bog’langan ro’yxatda amalga oshirilishi(c) uchun amallar ketma – ketligi.