Изучение структур данных «последним пришел — первым обслужен» (LIFO): подробное руководство

В информатике принцип «последним пришел — первым вышел» (LIFO) — это фундаментальная концепция, широко используемая в различных структурах данных. LIFO следует принципу: последний элемент, добавленный в коллекцию, удаляется первым. В этой статье мы рассмотрим несколько методов и предоставим примеры кода для реализации структур данных LIFO. Независимо от того, новичок вы или опытный разработчик, это руководство поможет вам понять и эффективно использовать LIFO.

  1. Структура данных стека.
    Один из наиболее распространенных способов реализации LIFO — использование стека. Стек — это линейная структура данных, основанная на принципе LIFO. Вот пример реализации стека в Python:
class Stack:
    def __init__(self):
        self.items = []
    def push(self, item):
        self.items.append(item)
    def pop(self):
        if not self.is_empty():
            return self.items.pop()
    def is_empty(self):
        return len(self.items) == 0
    def size(self):
        return len(self.items)
  1. Подход на основе массива.
    Вы также можете реализовать LIFO, используя подход на основе массива. Вот пример на C++:
#include <iostream>
#define MAX_SIZE 100
class Stack {
private:
    int top;
    int arr[MAX_SIZE];
public:
    Stack() {
        top = -1;
    }
    void push(int item) {
        if (top >= MAX_SIZE - 1) {
            std::cout << "Stack overflow!" << std::endl;
            return;
        }
        arr[++top] = item;
    }
    int pop() {
        if (top < 0) {
            std::cout << "Stack underflow!" << std::endl;
            return -1;
        }
        return arr[top--];
    }
    bool isEmpty() {
        return top < 0;
    }
    int size() {
        return top + 1;
    }
};
  1. Реализация связанного списка.
    Другим часто используемым подходом является реализация LIFO с использованием связанного списка. Вот пример на Java:
class Node {
    int data;
    Node next;
    Node(int item) {
        data = item;
        next = null;
    }
}
class Stack {
    Node top;
    Stack() {
        top = null;
    }
    void push(int item) {
        Node newNode = new Node(item);
        newNode.next = top;
        top = newNode;
    }
    int pop() {
        if (top == null) {
            System.out.println("Stack underflow!");
            return -1;
        }
        int item = top.data;
        top = top.next;
        return item;
    }
    boolean isEmpty() {
        return top == null;
    }
    int size() {
        int count = 0;
        Node curr = top;
        while (curr != null) {
            count++;
            curr = curr.next;
        }
        return count;
    }
}

Последним пришел — первым обслужен (LIFO) — это фундаментальная концепция информатики, реализуемая с использованием различных структур данных, таких как стеки, массивы и связанные списки. Мы рассмотрели различные реализации на примерах кода на Python, C++ и Java. Понимая и используя LIFO, вы сможете эффективно управлять данными в сценариях, где порядок вставки и удаления имеет решающее значение.