stack data type

Üdvözlöm, Ön a stack data type szó jelentését keresi. A DICTIOUS-ban nem csak a stack data type szó összes szótári jelentését megtalálod, hanem megismerheted az etimológiáját, a jellemzőit és azt is, hogyan kell a stack data type szót egyes és többes számban mondani. Minden, amit a stack data type szóról tudni kell, itt található. A stack data type szó meghatározása segít abban, hogy pontosabban és helyesebben fogalmazz, amikor beszélsz vagy írsz. Astack data type és más szavak definíciójának ismerete gazdagítja a szókincsedet, és több és jobb nyelvi forráshoz juttat.

Főnév

stack data type (tsz. stack data types)

  1. (informatika) A Stack ADT (Abstract Data Type) egy LIFO (Last‐In, First‐Out) szemléletű konténer, melynek fő jellemzője, hogy az utoljára betett elem kerül először ki. A stack-et gyakran használjuk rekurzív algoritmusok helyett iteratív megoldásokban, kifejezések kiértékelésére (pl. fordított lengyel jelölés), hívásverem szimulációra, undo/redo megoldásokhoz stb.



1. Alapműveletek

Művelet Szignatúra Leírás
create Stack<T> S; Üres verem létrehozása.
push(x) S.push(x) x elem beszúrása a verem tetejére.
pop() S.pop() A verem tetejéről eltávolítja a legfelső elemet.
top() / peek() T y = S.top() Visszaadja (de nem távolítja el) a verem tetején álló elemet.
isEmpty() bool b = S.empty() Igaz, ha a verem üres.
size() size_t n = S.size() A veremben jelenleg tárolt elemek száma.
clear() (nem szabványos, de gyakori) Az összes elem törlése.



2. Implementációs lehetőségek

2.1. Dinamikus tömb (array‐backed)

  • Adatszerkezet:

    template<typename T>
    class Stack {
        T* data;         // dinamikus tömb
        size_t cap;      // tömb kapacitása
        size_t topIndex; // a következő szabad hely indexe (vagy a tető indexe +1)
    public:
        Stack(): data(new T), cap(initial), topIndex(0) {}
        void push(const T& x) {
            if(topIndex == cap) resize(cap*2);
            data = x;
        }
        void pop() { if(topIndex>0) --topIndex; }
        T& top() { return data; }
        bool empty() const { return topIndex==0; }
        size_t size() const { return topIndex; }
        // resize(), destructor, etc.
    };
    
  • Komplexitás:

    • push: amortizált O(1) (szükség esetén tömb‐másolás O(n)),
    • pop: O(1),
    • top: O(1),
    • size/empty: O(1).

2.2. Láncolt lista (linked list)

  • Adatszerkezet: minden csomópont mutat a következőre, a verem teteje a head.

    template<typename T>
    class Stack {
        struct Node { T value; Node* next; };
        Node* head;
        size_t count;
    public:
        Stack(): head(nullptr), count(0) {}
        void push(const T& x) {
            head = new Node{x, head};
            ++count;
        }
        void pop() {
            Node* tmp = head;
            head = head->next;
            delete tmp;
            --count;
        }
        T& top() { return head->value; }
        bool empty() const { return head==nullptr; }
        size_t size() const { return count; }
        ~Stack(){ while(head) pop(); }
    };
    
  • Komplexitás:

    • push, pop, top, empty, size mind O(1).
    • Tetszőleges méret, nincs átméretezés.



3. Nyelvek és könyvtárak

  • C++ STL

    #include <stack>
    std::stack<int> s;
    s.push(42);
    int x = s.top();
    s.pop();
    bool b = s.empty();
    

    Alapértelmezett belső összeállítás: deque<T>, de lehet vector<T> vagy list<T> is.

  • Java

    Deque<Integer> st = new ArrayDeque<>();
    st.push(42);          // vagy st.addFirst(42)
    int x = st.peek();    // teteje
    st.pop();             // eltávolítja
    boolean b = st.isEmpty();
    

    (A klasszikus java.util.Stack régi, helyette Deque ajánlott.)

  • Python

    stack = 
    stack.append(42)
    x = stack
    stack.pop()
    empty = not stack
    



4. Tipikus felhasználási minták

  1. Rekurzió szimuláció Ha nem használhatunk beépített rekurziót, a saját veremünkkel tarthatjuk a hívási kereteket.
  2. Számítási kifejezések kiértékelése
    • Infix → Postfix (Shunting‐Yard algoritmus)
    • Postfix (Reverse Polish Notation) kiértékelés.
  3. Visszalépéses (backtracking) algoritmusok Labirintus‐bejárás, kombinatorikus keresők (N‐királynő, Sudoku).
  4. Undo/Redo mechanizmusok Grafikus alkalmazásokban a műveletek verembe kerülnek, undo‐kor pop, redo‐kor push.
  5. Szélességi/mélységi keresés DFS (Depth‐First Search) iteratív implementációja veremmel.



5. Mire figyeljünk?

  • Memória‐igény
    • Tömbnél előre kell választani kapacitást, vagy folyamatosan újraallokálni.
    • Láncolt listánál minden elem overhead-je: a pointer + objektum.
  • Amortizált vs. garantált teljesítmény
    • Láncolt lista mindig O(1).
    • Tömb alapú esetén ritkán O(n) is lehet (resize), de átlagosan O(1).
  • Kivételkezelés
    • Ha pop/top üres veremnél hívódik, kezelendő (hiba, kivétel, vagy guard condition).



Összefoglalás

A Stack ADT egy rendkívül egyszerű, de kulcsfontosságú adatszerkezet a LIFO viselkedés modellálására. A két leggyakoribb implementáció tömb‐ vagy láncolt lista‐alapú, mindkettő O(1) műveleteket biztosít, és beépített támogatása van a legtöbb nyelv standard könyvtáraiban. A stack számos algoritmus és alkalmazás alapeleme: kifejezéskiértékelés, keresés, undo/redo, visszalépéses keresés, rekurszió iteratív helyettesítése.