Stack และ Queue ใน Data Structures - Stack คืออะไร

 

การทำความเข้าใจโครงสร้างข้อมูล (Data Structures) เป็นหนึ่งในพื้นฐานสำคัญสำหรับผู้ที่เริ่มต้นศึกษาเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม การเลือกใช้โครงสร้างข้อมูลที่เหมาะสมสามารถช่วยให้การแก้ปัญหาโปรแกรมมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ในบทความนี้เราจะมาทำความรู้จักกับ "Stack" หนึ่งในโครงสร้างข้อมูลพื้นฐานที่สำคัญ

 

Stack คืออะไร?

Stack เป็นโครงสร้างข้อมูลชนิดหนึ่งที่ทำงานตามหลักการ "Last In, First Out" หรือ LIFO ซึ่งหมายความว่า ข้อมูลที่ถูกใส่เข้ามาล่าสุดจะถูกนำออกเป็นตัวแรก คล้ายคลึงกับกองจานที่เราเพิ่มจานใหม่ด้านบนและหยิบออกจากด้านบนเช่นกัน

ในแง่ของการใช้งานจริง Stack ถูกนำไปใช้ในหลากหลายบทบาท เช่น การจัดการหน่วยความจำในระหว่างการเรียกใช้ฟังก์ชัน การทำ Undo/Redo ในโปรแกรมเอกสาร หรือการวิเคราะห์แผนผังซ้อนด้วยคณิตศาสตร์

 

การทำงานของ Stack

Stack รองรับการดำเนินการหลักๆ ดังนี้:

- Push: เป็นการเพิ่มข้อมูลใหม่เข้าไปที่ด้านบนสุดของ Stack - Pop: เป็นการลบข้อมูลที่อยู่ด้านบนสุดของ Stack ออก - Peek/Top: เป็นการดูข้อมูลที่อยู่ด้านบนสุดของ Stack โดยที่ไม่ลบออก - isEmpty: เป็นการตรวจสอบว่า Stack ว่างหรือไม่

ลองมาพิจารณาตัวอย่างของการใช้งาน Stack ด้วยภาษา Python:

class Stack:
    def __init__(self):
        self.stack = []

    def is_empty(self):
        return len(self.stack) == 0

    def push(self, item):
        self.stack.append(item)

    def pop(self):
        if not self.is_empty():
            return self.stack.pop()
        else:
            raise IndexError("pop from empty stack")

    def peek(self):
        if not self.is_empty():
            return self.stack[-1]
        else:
            raise IndexError("peek from empty stack")

    def size(self):
        return len(self.stack)

# การใช้งาน
stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)

print(stack.pop())  # Output: 3
print(stack.peek()) # Output: 2
print(stack.size()) # Output: 2

 

Use Cases ของ Stack

1. การจัดการการเรียกใช้ฟังก์ชัน: ในระหว่างการเรียกใช้ฟังก์ชัน ฟังก์ชันใหม่จะถูกเรียกในขณะที่ฟังก์ชันเดิมยังไม่เสร็จสิ้น ทำให้เกิดการทำงานซ้อนกัน ซึ่ง Stack จะช่วยจัดการการเขียนและนำกลับเมื่อแต่ละฟังก์ชันเสร็จสิ้น

2. ระบบ Undo/Redo: ในโปรแกรมแก้ไขข้อความหรือ CAD การกระทำของตัวผู้ใช้จะถูกบันทึกใน Stack ทำให้สามารถย้อนกลับ (Undo) หรือทำซ้ำการกระทำ (Redo) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3. การวิเคราะห์และประเมินผลแผนผังที่ซับซ้อน: โดยเฉพาะในปัญหาทางคณิตศาสตร์ เช่นการคำนวณค่า postfix expression ซึ่งใช้ Stack ในการระบุการดำเนินการที่ต้องปฏิบัติแก้ไขก่อน

 

บทสรุป

Stack เป็นหนึ่งในโครงสร้างข้อมูลพื้นฐานที่มีบทบาทสำคัญในการดำเนินการทางคอมพิวเตอร์หลายประการ ด้วยหลักการทำงานที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพ เหมาะสำหรับการใช้งานในสถานการณ์ที่ต้องการข้อมูลที่เข้าก่อนออกหลังเช่นการจัดการคิวโดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่ต้องการรับประกันการสั่งการเรียงลำดับ

การมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับ Stack และการใช้งานในโปรแกรมช่วยให้เราสามารถเลือกใช้โครงสร้างข้อมูลได้อย่างเหมาะสมในสถานการณ์ต่างๆ หากคุณกำลังสนใจศึกษาเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมและโครงสร้างข้อมูลสามารถเลือกคอร์สที่เหมาะสมกับคุณได้ที่ EPT ซึ่งเป็นแหล่งรวมผู้เชี่ยวชาญด้านการสอนโปรแกรมมิ่งทำให้การเรียนรู้ของคุณเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและสนุกสนาน

 

 

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง

หากเจอข้อผิดพลาด หรือต้องการพูดคุย ติดต่อได้ที่ https://m.me/expert.Programming.Tutor/