Programação II. Pilhas (stacks) Bruno Feijó Dept. de Informática, PUC-Rio

Transcrição

1 Progrmção II Pilhs (stcks) Bruno Feijó Dept. de Informátic, PUC-Rio

2 Pilh Novo elemento é inserido no e cesso é pens o... como num pilh de prtos O único elemento que pode ser cessdo e removido é o do N Pilh (Stck), os elementos são retirdos n ordem invers à ordem em que form colocdos, i.e.: o 1o. que si é o último que entrou (LIFO lst in, first out) N estrutur Fil (Queue) é o inverso: FIFO first in, first out i.e.: 1o. chegr, primeiro sir Operções ásics Empilhr (push) um novo elemento, inserindo-o no Desempilhr (pop) um elemento, removendo-o do

3 Pilh como vetor (rry) ou list encded Vetor push () push () push (c) pop () retorn c push (d) pop () retorn d N n=1 n=2 n=3 c n=2 n=3 d n=2 List NULL push () push () push (c) c pop () retorn c push (d) d pop () retorn d No cso cim, pilh é representd pelo ponteiro (ou top). Porém, é mis gerl e fácil colocr o ponteiro pr o d pilh dentro de um estrutur chmd pilh (que representrá pilh). p represent pilh. p push(c) c p Representr pilh dest form (com um nov estrutur contendo pens um ponteiro, o invés de um simples vriável pontndo pr list) é necessári pr definer Pilh como um TAD.

4 Um exercício chve! pilh de flots Agor que você se o que é um Pilh e o que são s operções push e pop, tente (sem ver o próximo slide) definir s estruturs necessáris pr um TAD Pilh de flots implementdo como list Você precis primeiro definir elemento de list e, depois, definir Pilh como um estrutur de pens um componente (que é o ponteiro pr um elemento de list) Depois você define s funções pilh_cri e pilh_push.

5 Interfce: pilh.c: Agor vmos crir um TAD Pilh de flot como list! typedef struct pilh Pilh; Pilh * pilh_cri(void); // Cons void pilh_lier(pilh * p); // Des int pilh_vzi(pilh * p); // Get flot pilh_pop(pilh * p); // Get & Des void pilh_push(pilh * p, flot ); // Set struct elemento flot info; struct elemento * prox; ; typedef struct elemento Elemento; struct pilh Elemento * ; ; typedef struct pilh Pilh; fltm: lier() e pop() Pilh * pilh_cri(void) Pilh * p = (Pilh *) mlloc(sizeof(pilh)); p-> = NULL; return p; void pilh_push(pilh * p, flot ) Elemento * t=(elemento *) mlloc(sizeof(elemento)); if (t==null) exit(1); t->info= ; t->prox= p->; p->= t; Poderímos tmém incluir peek() que é um pop() sem remoção. Um lterntiv, menos interessnte, seri definir top() que pens retorn o endereço do d pilh e pop() que pens remove o (i.e. um destructor). lier() pode lierr pens qundo pilh está vzi ou lier tudo. int pilh_vzi(pilh * p) return (p-> == NULL);

6 pilh.c como list e vetor struct elemento flot info; struct elemento * prox; ; typedef struct elemento Elemento; struct pilh Elemento * ; ; typedef struct pilh Pilh; Pilh como vetor: # define N 50 struct pilh int n; flot v[n]; ; typedef struct pilh Pilh; Pilh como list: Pilh * pilh_cri(void) Pilh * p = (Pilh *) mlloc(sizeof(pilh)); p-> = NULL; return p; void pilh_push(pilh * p, flot ) Elemento * t=(elemento *) mlloc(sizeof(elemento)); if (t==null) exit(1); t->info= ; t->prox= p->; p->= t; N é o número máximo de elementos n: número de elementos no vetor v[n]: primeir posição livre do vetor v[n-1]: d pilh void pilh_push(pilh * p, flot ) if (p->n==n) exit(1); p->v[p->n]=; p->n++; Pilh * pilh_cri(void) Pilh * p = (Pilh *) mlloc(sizeof(pilh)); p->n = 0; return p;

7 Interfce complete do TAD pilh de flot : typedef struct pilh Pilh; Pilh * pilh_cri(void); void pilh_lier(pilh * p); int pilh_vzi(pilh * p); void pilh_push(pilh * p, flot ); flot pilh_pop(pilh * p); função pilh_cri loc dinmicmente estrutur d pilh iniciliz seus cmpos e retorn seu ponteiro função pilh_lier destrói pilh, lierndo tod memóri usd pel estrutur função pilh_vzi inform se pilh está ou não vzi funções pilh_push e pilh_pop inserem e retirm, respectivmente, um vlor rel n pilh pop() em pilh vzi lnç exceção (stck exception)

8 Módulo completo pilh.c do TAD pilh de flot int pilh_vzi(pilh * p) return (p-> == NULL); Pilh * pilh_cri(void) Pilh * p = (Pilh *)mlloc(sizeof(pilh)); p-> = NULL; return p; void pilh_push(pilh * p, flot ) Elemento * novo = (Elemento *)mlloc(sizeof(elemento)); if (novo==null) exit(1); novo->info = ; novo->prox = p->; p-> = novo; void pilh_lier(pilh * p) Elemento *t, * q = p->; while (q!= NULL) t = q->prox; free(q); q = t; free(p); ou: ssert(!pilh_vzi(p)); requer ssert.h flot pilh_pop(pilh * p) Elemento * t; flot ; if (pilh_vzi(p)) printf("pilh vzi.\n"); exit(1); t = p->; = t->info; p-> = t->prox; free(t); return ; ssert(expressão); se expressão não é verdde, execução termin e mensgem de erro identific rquivo, linh, função e condição que foi viold. Se fosse pilh como vetor: Pilh * pilh_cri (void) Pilh * p = (Pilh *)mlloc(sizeof(pilh)); p->n = 0; //iniciliz com zero elementos return p;

9 CALCULADORA PÓS-FIXADA

10 Notções pr Expressões Aritmétics Infix (infix): operdor entre operndos (5 8) + 3 Pós-fix (posfix): operdor pós operndos (tipo clculdor HP) ou Pré-fix (prefix): operdor ntes dos operndos Tods equivlentes à seguinte árvore:

11 Outro Exemplo de Expressões Aritmétics Infix (infix): (1 2) (4 + 5) Pós-fix (posfix): Pré-fix (prefix): Tods equivlentes à seguinte árvore:

12 Clculdor Pós-fixd Cd operndo é empilhdo num pilh de vlores qundo se encontr um operdor desempilh-se o número proprido de operndos dois pr operdores inários e um pr operdores unários reliz-se operção devid empilh-se o resultdo

13 Exemplo Clculdor Pós-fixd empilhe os vlores 1 e * 2 1 qundo prece o operdor * desempilhe 1 e 2 empilhe -1, o resultdo d operção (1-2) empilhe os vlores 4 e * qundo prece o operdor * desempilhe 4 e 5 empilhe 9, o resultdo d operção (4+5) qundo prece o operdor * * desempilhe -1 e 9 empilhe -9, o resultdo d operção (-1*9) -9

14 Progrm Clculdor hp: clc.h #include "pilh.h" clc.h struct clc chr f[21]; // formto pr impresso (e.g. "%.2f\n ) Pilh * p; // pilh de operndos ; typedef struct clc Clc; Clc * clc_cri(chr * f); void clc_operndo(clc * c, flot vlor); void clc_operdor(clc * c, chr op); void clc_lier(clc * c);

15 hp.c #include <stdio.h> #include "clc.h" int min(void) chr c; flot vlor; Clc * clc; clc = clc_cri("%.2f\n"); do scnf(" %c",&c); // le^ proximo crctere no-rnco if (c=='+' c=='-' c=='*' c=='/') clc_operdor(clc,c); else ungetc(c,stdin); if (scnf("%f",&vlor) == 1) clc_operndo(clc,vlor); while (c!='q'); clc_lier(clc); return 0;

16 clc.c #include <stdio.h> #include <stdli.h> #include <string.h> #include "clc.h" Clc * clc_cri(chr * formto) Clc * c= (Clc *)mlloc(sizeof(clc)); strcpy(c->f,formto); c->p = pilh_cri(); return c; void clc_operndo(clc * c, flot vlor) pilh_push(c->p,vlor); // empilh oper // printf(c->f,vlor); // imprime void clc_lier(clc * c) pilh_lier(c->p); free(c); void clc_operdor(clc * c, chr op) flot v1, v2, vlor; if (pilh_vzi(c->p)) v2 = 0.0; else v2 = pilh_pop(c->p); if (pilh_vzi(c->p)) v1 = 00; else v1 = pilh_pop(c->p); switch (op) cse '+': vlor = v1 + v2; rek; cse '-': vlor = v1 - v2; rek; cse '*': vlor = v1 * v2; rek; cse '/': vlor = v1 / v2; rek; // defult: // printf( unknown %c\n", op); // rek; pilh_push(c->p,vlor); // empilh printf(c->f,vlor); // imprime