DTS 17-08-52

สรุปเนื้อหาบทเรียน เรื่อง Queue

โครงสร้างแบบ Queue

คิว เป็นโครงสร้างข้อมูลแบบลิเนียร์ลิสต์ ซึ่งการเพิ่มข้อมูลจะกระทำที่ปลายข้างหนึ่ง เรียกว่าส่วนท้ายหรือ เรียร์ (rear) และการนำข้อมูลออกจะกระทำที่ปลายอีกข้างหนึ่งเรียกว่าส่วนหน้าหรือ ฟรอนต์ (front)

ลัษณะการทำงานของคิว
เป็นลักษณะของการเข้าก่อนออกก่อน หรือที่เรียกว่า FIFO (First In First Out)จะเหมือนกับการเข้าแถวรอคอย ไม่ว่าจะเป็นการรอคอยอะไรก็ตาม หรือจะเรียกสั้นๆ ว่า เข้าคิวก็ได้
1.การใส่ข้อมูลตัวใหม่ลงในคิว เรียกว่า Enqueue ก่อนที่จะใส่ข้อมูลลงไปต้องตรวจสอบก่อนว่าคิวเต็มหรือไม่ ถ้าพยายามใส่ข้อมูลลงไปอาจเกิดข้อผิดพลาด ที่เรียกว่า overflow
2.การนำสมาชิกออกจากคิว เรียกว่า Dequeue จะไม่สามารถนำข้อมูลออกจากคิวที่ว่างได้ ถ้าพยายามนำข้อมูลออกอาจเกิดข้อผิดพลาดที่เรียกว่า underflow
3.การนำข้อมูลที่อยู่ตอนต้นของคิวหรือข้อมูลที่อยู่ลำดับแรกมาแสดง เรียกว่า Queue Front เพื่อรู้ว่าข้อมูลตัวต่อไปคืออะไร
4.การนำข้อมูลที่อยู่ตอนท้ายของคิว หรือข้อมูลที่เข้ามาตัวสุดท้ายมาแสดง เรียกว่า Queue Rear เพื่อรู้ว่าข้อมูลตัวสุดท้ายคืออะไร

การดำเนินการเกี่ยวกับคิว
1.Create Queue คือการสร้างคิวขึ้นมา แล้วจัดสรรหน่วยความจำให้กับ Head Node และพอยเตอร์มีค่าเป็น Null
2.Enqueue คือ การเพิ่มข้อมูลลงไปในคิวโดยการเพิ่มจะเพิ่มจากส่วนท้าย
3.Dequeue คือ การนำข้อมูลในคิวออก จะออกโดยข้อมูลที่เข้าไปตัวแรกจะออกก่อน
4.Queue Front คือ การนำข้อมูลตัวแรกที่เข้าไปในคิวออกมาแสดง
5.Queue Rear คือ การนำข้อมูลตัวสุดท้ายที่เข้ามาในคิวออกมาแสดง
6.Empty Queue คือ เป็นการตรวจสอบว่าคิวนั้นยังคงว่างอยู่หรือไม่
7.Full Queue คือ เป็นการตรวจสอบว่าคิวนั้นเต็มหรือไม่
8.Queue Count คือ เป็นการนับจำนวนข้อมูลที่อยูในคิว ว่ามีจำนวนเท่าไร
9.Destroy Queue คือ การลบข้อมูลที่อยูในคิวทิ้ง

การแทนที่ข้อมูลของคิว มี 2 วิธี คือ
1.การแทนที่ข้อมูลของคิวแบบอะเรย์ มีการกำหนดขนาดของคิวไว้ล่วงหน้าว่ามีขนาดเท่าไร และจะมีการจัดสรรเนื้อที่หน่วยความจำให้เลย เมื่อพื้นที่ของอะเรย์มีพื้นที่ว่าง อาจหมายความว่า พื้นที่ว่างนั้นเคยเก็บข้อมูลแล้วกับพื้นที่ว่างนั้นยังไม่เคยเก็บข้อมูลมาก่อน
*** กรณีที่ Front ไม่ได้อยู่ช่องแรก พื้นที่ว่างจะไม่สามารถใช้งานได้อีก จะแก้โดยใช้คิวแบบวงกลม คือ ช่องสุดท้ายต่อกับช่องแรก คิวแบบวงกลมจะเต็มก็ต่อเมื่อ rear มีค่าน้อยกว่า front
2.การแทนที่ข้อมูลของคิวแบบลิงค์ลิสต์ ประกอบไปด้วย 2 ส่วน คือ Head Node มี 3 ส่วนมีพอยเตอร์ 2 ตัว และจำนวนสมาชิก กับ Data Node จะมีข้อมูล และพอยเตอร์ชี้ตัวถัดไป

การประยุกต์ใช้คิว
จะถูกประยุกต์ใช้มากในระบบธุรกิจ เช่นการให้บริการลูกค้า คือลูกค้าที่มาก่อนย่อมต้องได้รับบริการก่อน และในด้านคอมพิวเตอร์ในระบบปฏิบัติงาน (Operating System) คือจัดให้งานที่เข้ามา ได้ทำงานตามความสำคัญ (Priority)
***เช่น สมมติว่า Priority มีงาน 3 ระดับ เรียงจากมากไปหาน้อยระบุโดยตัวเลข เลข 1 มากสุดเรื่อยไปจนถึง 3 น้อยสุด ถ้ามีงาน A,B,C เข้ามาขอใช้ CPU โดยมี Priority เป็น 4,2,1, ตามลำดับ ที่นี้งาน C จะถูกนำไปทำงานก่อน ตามด้วย B และ A

DTS 29-07-2552

stack (ต่อ)

การดำเนินการเกี่ยวกับสแตกการดำเนินการเกี่ยวกับสแตก
ได้แก่
1. Create Stack จัดสรรหน่วยความจำให้แก่ Head Nodeและส่งค่าตำแหน่งที่ชี้ไปยัง Head ของสแตกกลับมา
2.Push Stack การเพิ่มข้อมูลลงไปในสแตก
3.Pop stack การนำข้อมูลบนสุดออกจากสแตก
4. Stack Top เป็นการคัดลอกข้อมูลที่อยู่บนสุดของสแตกโดยไม่มีการลบข้อมูลออกจากสแตก
5.Empty Stack เป็นการตรวจสอบการวางของสแตกเพื่อไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการนำข้อมูลออกจากสแตกที่เรียกว่า Stack Underflow
6. Full Stack เป็นการตรวจสอบว่าสแตกเต็มหรือไม่เพื่อไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการนำข้อมูลเข้าสแตกที่เรียกว่า Stack Overflow
7. Stack Count เป็นการนับจำนวนสมาชิกในสแตก
8.Destroy Stack เป็นการลบข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน สแตก8.Destroy Stack เป็นการลบข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน สแตก




ขั้นตอนการแปลงจากนิพจน์ Infix เป็นนิพจน์ Postfix
1. อ่านอักขระในนิพจน์ Infix เข้ามาทีละตัว
2. ถ้าเป็นตัวถูกดำเนินการจะถูกย้ายไปเป็นตัวอักษรในนิพจน์ Postfix
3. ถ้าเป็นตัวดำเนินการ จะนำค่าลำดับความสำคัญของตัว ดำเนินการที่อ่านเข้ามาเทียบกับค่าลำดับความสำคัญของตัวดำเนินการที่อยู่บนสุดของสแตก
- ถ้ามีความสำคัญมากกว่า จะถูก push ลงในสแตก
- ถ้ามีความสำคัญน้อยกว่าหรือเท่ากัน จะต้อง pop ตัวดำเนินการที่อยู่ในสแตกขณะนั้นไปเรียงต่อกับตัวอักษรในนิพจน์ Postfix
4. ตัวดำเนินการที่เป็นวงเล็บปิด “)” จะไม่ push ลงในสแตกแต่มีผลให้ตัวดำเนินการอื่น ๆ ถูก pop ออกจากสแตกนำไป เรียงต่อกันในนิพจน์ Postfix จนกว่าจะเจอ “(” จะ popวงเล็บเปิดออกจากสแตกแต่ไม่นำไปเรียงต่อ
5. เมื่อทำการอ่านตัวอักษรในนิพจน์ Infix หมดแล้ว ให้ทำการ Pop ตัวดำเนินการทุกตัวในสแตกนำมาเรียงต่อในนิพจน์Postfix