Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Стек — что это такое и как он устроен? Какие виды стеков бывают

Здравствуйте, уважаемые читатели блога7j.ru. Продолжаю объяснять сложные компьютерные термины простыми словами. Сегодня расскажу, что такое стек в программировании, как он устроен и каких видов бывает.

Это будет полезно для тех, кто в будущем планирует серьезно работать в сфере IT, ведь это одна из основополагающих концепций программирования, влияющих на качество кода, но не касающихся конкретного языка.

Программист на фоне кода

Что такое стек простыми словами

По традиции рассказ начну с определения. Термин пришел из английского языка: слово stack переводится как «пробка».

Стек — это один из способов организации и хранения информации в программировании. Если говорить профессиональным языком, это одна из структур данных.

Википедия дает определение стеку как абстрактному типу данных, представленному в виде организованного по принципу LIFO списка элементов. В свою очередь, аббревиатура LIFO расшифровывается как last in — first out, то есть «пришел последним, а вышел первым».

Термин появился в середине XX века благодаря Алану Тьюрингу. В таких языках программирования как Python и Lisp стеком называют любой список, потому что для них доступны операции выталкивания (pop на английском) и проталкивания (push). Для стека характерна еще одна операция — чтение головного элемента (по-английски — peek).

Как устроен стек

Как устроен стек

Программисты часто сравнивают стек со стопкой одинаковых тарелок, ведь он работает по схожему принципу: поставленная позже всех тарелка будет использоваться первой. Вряд ли кто-то будет пытаться вытягивать тарелку из середины или низа стопки. А чтобы взять вторую тарелку сверху, нужно в обязательном порядке сначала снять первую.

В стеке важна последовательность данных и здесь применима линейная связь:

Данные следуют друг за другом, брать их из произвольного места нельзя.

Добавление или проталкивание (на английском — push) элемента возможно только в вершину стека. Как только элемент стека использован, он удаляется (процесс называется выталкиванием, или pop на английском), а верхним элементом (top) становится следующий.

Исходя из вышесказанного, выделю главный принцип работы стека: данные, которые попали последними, используются первыми. А если информация попала первой, то она должна использоваться последней.

Похожим образом реализована другая структура данных — очередь (queue на английском). Но разница лишь в том, что в очереди первым используется раньше всех попавший в нее элемент, а последним — тот, что позже всех. Для наглядности представьте очередь на кассе супермаркета: кто первым занял место, тот первым и расплатился. Все, как и в реальной жизни.

Виды стеков

Различают две разновидности стеков:

  1. стек вызовов;
  2. стек данных.

Расскажу подробнее о каждом из них.

Стек вызовов

Стек вызовов — это область памяти, в которой хранится информация о точках перехода между фрагментами программного кода.

Этот вид используется, когда в программе есть подпрограммы и компьютеру нужно запомнить место, где программный код прерывался для выполнения подпрограммы, чтобы потом вернуться к выполнению основного кода. Если подпрограмма вдобавок вернула определенную информацию, компьютер должен запомнить и ее, а потом еще и передать в код основной программы.

Стек практически всегда хранится в оперативной памяти. Так как каждый стек занимает в ОЗУ определенное место, в случае слишком большого количества подобных элементов может случиться такая ситуация как переполнение. Почему это плохо? Потому что в этом случае данные могут попасть в область памяти другого элемента и перезаписать себя вместо той информации, которая там должна быть.

Это чревато следующими проблемами:

  1. сбоем в работе других программ;
  2. сбоем в работе ПК;
  3. внедрением вредоносного кода в оперативную память.

Стек данных

Стек данных очень схож со стеком вызовов и работает с ним по тому же принципу: первым используется последний добавленный в него элемент, а последним — тот элемент, который попал туда раньше других.

Стек данных обычно используется для работы со сложными типами информации:

  1. быстрого обхода деревьев;
  2. поиска возможных маршрутов по графу;
  3. анализа разветвленных однотипных данных;
  4. и так далее.

Вот и все, дорогие друзья. Теперь вы имеете представление о таком понятии, как стек, как он устроен и каковы его разновидности существуют. Надеюсь, что вам все было понятно и после прочтения статьи вопросы отпадут сами собой. Если нет, то спускайтесь в комментарии к публикации, спрашивайте, что было непонятно, а другие читатели блога7j.ru помогут найти ответы.

Я вернусь к вам с новой статьей уже совсем скоро. Не забудьте также посмотреть полезное видео по теме, которое вы найдете под этой статьей.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога7j.ru

Источник: ktonanovenkogo.ru
К списку статей
Опубликовано: 21.12.2021 00:01:01
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Частые вопросы

Категории

Последние комментарии

© 2006-2022, 07j.ru