Bake_WP空間

        堆疊結構在電腦中的應用相當廣泛，時常被用來解決電腦的問題，例如前面所談到的遞迴呼叫、副程式的呼叫，至於在日常生活中的應用也隨處可以看到，例如大樓電梯、貨架上的貨品等等，都是類似堆疊的資料結構原理。
        佇列在電腦領域的應用也相當廣泛，例如計算機的模擬simulation、CPU的工作排程Job Scheduling、線上同時周邊作業系統的應用與圖形走訪得先廣後深搜尋法BFS。由於堆疊與佇列都是抽象資料型態Abstract Data Type,ADT，本章終將為各位介紹相關演算法。
         堆疊在程式設計領域中，包含以下兩種設計方式，分別為陣列結構與鏈結串列結構。

6-1陣列實作堆疊輕鬆學

         以陣列結構來製作堆疊的好處是製作與設計的演算法都相當簡單，但因為如果堆疊本身是變動的話，大小並無法事先規劃宣告，太大時浪費空間，太小則不夠使用。

相關演算法如下

//判斷是否空堆疊
var isEmpy=()=>{
  if (top==-1)
    return true;
  else
    return false;
}
//將指定的資料存入堆疊
var push=(data)=>{
  if (top>=MAXSTACK-1)
    process.stdout.write('堆疊已滿，無法再加入');
  else {
    top +=1;
    stack[top]=data; //將資料存入堆疊
  }
}
//從堆疊取出資料
var pop=()=>{
  if (isEmpty())
    process.stdout.write('堆疊是空');
  else {
    process.stdout.write('彈出的元素為： '+stack[top]+'\n');
    top=top-1;
  }
}

JS            array_stack.js

const MAXSTACK=100; //定義最大堆疊容量
stack=[]; //堆疊的陣列宣告
top=-1; //堆疊的頂端

//判斷是是否為空堆疊
var isEmpty=()=>{
	if(top==-1)
		return true;
	else
		return false;
}

//將指定的資料存入堆疊
var push=(data)=> {
	if (top>=MAXSTACK-1)
		process.stdout.write('堆疊已滿，無法再加入');
	else {
		top +=1;
		stack[top]=data;//將資料存入堆疊
	}
}

//從堆疊取出資料
var pop=()=> {
	if (isEmpty())
		process.stdout.write('堆疊是空');
	else {
		process.stdout.write('彈出的元素為：'+stack[top]+'\n');
		top=top-1;
	}
}

//主程式
i=2;
count=0;
const prompt = require('prompt-sync')();
while(true) {
	const i = parseInt(prompt('要推入堆疊，請輸入1，彈出則輸入0，停止操作則輸入-1：'));
	if (i==-1)
		break;
	else if (i==1) {
		const value = parseInt(prompt('請輸入元素值：'));
		push(value);
	}
	else if (i==0)
		pop();
}

process.stdout.write('========================\n');

if (top<0)
	process.stdout.write('\n 堆疊是空的\n');
else {
	i=top;
	while (i>=0) {
		process.stdout.write('堆疊彈出的順序為：'+stack[i]+'\n');
		count +=1;
		i =i-1;
	}
}
process.stdout.write('=====================================\n');

PHP          array_stack.php

6-2鏈結串列實作堆疊

        使用鏈結串列來製作堆疊的優點是隨時可以動態改變串列長度，能有效利用記憶體資源，不過缺點是設計時，演算法較為複雜。

相關演算法如下：

class Node {    //堆疊鏈結點的宣告
    constructor() {
        this.data=0;  //堆疊資料的宣告
        this.next=null;  //堆疊中用來指向下一個節點
     }
}
top=null;
var isEmpty=()=> {
    if(top===null)
       return true;
    else
       return false;
}
//將指定的資料存入堆疊
var push=(data)=> {
    new_add_node=new Node();
    new_add_node.data=data; //將傳入的值指定為節點的內容
    new_add_node.next=top; //將新節點指向堆疊的頂端
    top=new_add_node;  //新節點成為堆疊的頂端
}
//從堆疊取出資料
var pop=()=> {
    if (isEmpty()) {
        process.studout.write('===目前為空堆疊====\n');
        return -1;
    }
    else {
        ptr=top;  //指向堆疊的頂端
        top=top.next;  //將堆疊頂端的指標指向下一個節點
        temp=ptr.data;  //取出堆疊的資料
        return temp;  //將從堆疊取出的資料回傳給主程式
     }
}

5-3-3單向鏈結串列刪除節點

在單向鏈結型態的資料結構中，如果要在串列中刪除一個節點，如同一列火車拿掉原有的車廂，依據所刪除節點的位置有三種不同的情形：

演算法如下：

top=head;
head=head.next;

演算法如下：

ptr.next=tail;
ptr.next=null;

演算法如下：

Y=ptr.next;
ptr.next=Y.next;

class employee{
        constructor() {
               this.num=0;
               this.salary=0;
               this.name=”;
               this.next=null;
        }
}

JS          del_node.js

class employee{
	constructor(){
		this.num=0;
		this.salary=0;
		this.name='';
		this.next=null;
	}
}

var del_ptr=(head,ptr)=>{   //刪除節點副程式
	top=head;
	if (ptr.num==head.num) {  //[情形1]：刪除點在串列首
		head=head.next;
		process.stdout.write('已刪除第' +ptr.num+' 號員工 姓名：'+ptr.
			name+' 薪資：'+ptr.salary);
	}
	else {
		while (top.next!=ptr)  //找到刪除點的前一個位置
			top=top.next;
		if(ptr.next==null) {   //刪除在串列尾的節點
			top.next=null;
			process.stdout.write('已刪除第'+ptr.num+' 號員工 姓名：'+ptr.
				name+' 薪資：'+ptr.salary+'\n');
		}
		else{
			top.next=ptr.next;
			process.stdout.write('已刪除第 '+ptr.num+' 號員工 姓名：'+ptr.
				name+' 薪資：' +ptr.salary+'\n');
		}		
	}
	return head;
}

findword=0;
namedata=['Allen','Scott','Mary','John','Mark','Ricky',
		  'Lisa','Jasica','Hanson','Daniel','Axel','Jack'];
data=[[1001,32367],[1002,24388],[1003,27556],[1007,31299],
		[1012,42660],[1014,25676],[1018,44145],[1043,52182],
		[1031,32769],[1037,21100],[1041,32196],[1046,25776]];
process.stdout.write('員工編號 薪水 員工編號 薪水 員工編號 薪水 員工編號 薪水\n');
process.stdout.write('--------------------------------------------------\n');

for(i=0; i<3; i++) {
	for (j=0; j<4; j++)
		process.stdout.write(data[j*3+i][0]+ '\t'+data[j*3+i][1]+'\t');
	console.log();
}

head=new employee(); //建立串列首
if(!head) {
	console.log('Error!! 記憶體配置失敗！！');
	return;
}
head.num=data[0][0];
head.name=namedata[0];
head.salary=data[0][1];
head.next=null;

ptr=head;
for (i=1; i<12; i++) { //建立串列
	newnode=new employee();
	newnode.next=null;
	newnode.num=data[i][0];
	newnode.name=namedata[i];
	newnode.salary=data[i][1];
	newnode.next=null;
	ptr.next=newnode;
	ptr=ptr.next;
}
const prompt = require('prompt-sync')();
while(true)  {
	const findword = parseInt(prompt('請輸入要刪除的員工編號，要結束刪除過程，請輸入-1：'));
	if (findword==-1)  //迴圈中斷條件
		break;
	else {
		ptr=head;
		find=0;
		while (ptr!=null) {
			if (ptr.num==findword){
				ptr=del_ptr(head,ptr);
				find=find+1;
				head=ptr;
			}
			ptr=ptr.next;
		}
		if (find==0)
			process.stdout.write('//////////沒有找到///////////\n');
	}
}
ptr=head;
process.stdout.write('\t座號\t  姓名\t成績\n');  //列印剩餘串列資料
process.stdout.write('\t======================\n');  
while (ptr!=null)  {
	process.stdout.write('\t['+ptr.num+' ]\t[ '+ptr.name+' ]\t[ '
		+ptr.salary+']\n');
	ptr=ptr.next;
}

5-3-4單向鏈結串列的反轉

看完了節點的刪除及插入後，各位可以發現在這種具有方向性的鏈結串列結構中增刪節點是相當容易的一件事。而要從頭到尾印整個串列似乎也不難，不過如果要反轉過來列印就真的需要某些技巧了。我們知道在鏈結串列中的節點特性是知道下一個節點的位置，可是卻無從得知它的上一個節點位置，不過如果要將串列反轉，則必須使用三個指標變數。請看下圖說明：

演算法如下：

class employee{
    constructor() {
     this.num=0;
     this.salary=0;
     this.name='';
     this.next=null;
    }
}
var invert=(x)=> { //x為串列的開始指標
     p=x;    //將p指向串列的開頭
     q=null; //q是p的前一個節點
     while (p!=null) {
        r=q;       //將r接到q之後
        q=p;       //將q接到p之後
        p=p.next   //p移到下一個節點
        q.next=r;  //q連結到之前的節點
     }
     return q;
}

JS          rev_node.js

class employee {
	constructor() {
		this.num=0;
		this.salary=0;
		this.name='';
		this.next=null;
	}
}

findword=0;
namedata=['Allen','Scott','Marry','John','Mark','Ricky',
			'Lisa','Jasica','Hanson','Daniel','Axel','Jack'];
data=[[1001,32367],[1002,24388],[1003,27556],[1007,31299],
		[1012,42660],[1014,25676],[1018,44145],[1043,52182],
		[1031,32769],[1037,21100],[1041,32196],[1046,25776]];

head = new employee();//建立串列首
if(!head) {
	console.log('Error!! 記憶體配置失敗！！');
	return;
}
head.num =data[0][0];
head.name=namedata[0];
head.salary=data[0][1];
head.next=null;

ptr=head;

for(i=1; i<12; i++){  //建立串列
	newnode=new employee();
	newnode.next=null;
	newnode.num=data[i][0];
	newnode.name=namedata[i];
	newnode.salary=data[i][1];
	newnode.next=null;
	ptr.next=newnode;
	ptr=ptr.next;
}

ptr=head;
i=0;
process.stdout.write('原始員工串列節點資料：\n');
while (ptr !=null) { //列印串列資料
	process.stdout.write('['+ptr.num+'\t'+ptr.name+'\t'
							+ptr.salary+'] -> ');
	i=i+1;
	if (i>=3) { //三個元素為一列
		console.log();
		i=0;
	}
	ptr=ptr.next;
}

ptr=head;
before=null;
process.stdout.write('\n反轉後串列節點資料：\n');
while (ptr!=null) { //串列反轉，利用三指標
	last=before;
	before=ptr;
	ptr=ptr.next;
	before.next=last;
}
ptr=before;
while (ptr!=null) {
	process.stdout.write('['+ptr.num+'\t'+ptr.name+'\t'
							+ptr.salary+'] ->');
	i=i+1;
	if (i>=3) { //三個元素為一列
		console.log();
		i=0;
	}
	ptr=ptr.next;
}

PHP  陣列 函數

array_pop() 刪除陣列最後一個元素。
array_push() 將一個或多個元素加入末端。
array_reverse() 以相反的順序返回陣列。
array_shift() 刪除首個元素。
array_slice() 刪除指定位置的元素，返回陣列。