Hàng đợi (Queue) và ngăn xếp (Stack)
Hàng đợi là kiểu dữ liệu tốt để quản lý những nguồn tài nguyên giới hạn. Ví dụ, chúng ta muốn gởi thông điệp đến một tài nguyên mà chỉ xử lý được duy nhất một thông điệp một lần. Khi đó chúng ta sẽ thiết lập một hàng đợi thông điệp để xử lý ...
Hàng đợi là kiểu dữ liệu tốt để quản lý những nguồn tài nguyên giới hạn. Ví dụ, chúng ta muốn gởi thông điệp đến một tài nguyên mà chỉ xử lý được duy nhất một thông điệp một lần. Khi đó chúng ta sẽ thiết lập một hàng đợi thông điệp để xử lý các thông điệp theo thứ tự đưa vào.
Lớp Queue thể hiện kiểu dữ liệu như trên, trong bảng 9.4 sau liệt kê những phương thức và thuộc tính thành viên.
| Phương thức- thuộc tính | Mục đích |
| Synchronized() | Phương thức static trả về một Queue wrapper đượcthread-safe. |
| Count | Thuộc tính trả về số thành phần trong hàng đợi |
| IsReadOnly | Thuộc tính xác định hàng đợi là chỉ đọc |
| IsSynchronized | Thuộc tính xác định hàng đợi được đồng bộ |
| SyncRoot | Thuộc tính trả về đối tượng có thể được sử dụng đểđồng bộ truy cập Queue. |
| Clear() | Xóa tất cả các thành phần trong hàng đợi |
| Clone() | Tạo ra một bản sao |
| Contains() | Xác định xem một thành phần có trong mảng. |
| CopyTo() | Sao chép những thành phần của hàng đợi đến mảngmột chiều đã tồn tại |
| Dequeue() | Xóa và trả về thành phần bắt đầu của hàng đợi. |
| Enqueue() | Thêm một thành phần vào hàng đợi. |
| GetEnumerator() | Trả về một enumerator cho hàng đợi. |
| Peek() | Trả về phần tử đầu tiên của hàng đợi và không xóa nó. |
| ToArray() | Sao chép những thành phần qua một mảng mới |
Chúng ta có thể thêm những thành phần vào trong hàng đợi với phương thức Enqueue và sau đó lấy chúng ra khỏi hàng đợi với Dequeue hay bằng sử dụng enumerator. Ví dụ sau minh họa việc sử dụng hàng đợi.
Làm việc với hàng đợi.
-----------------------------------------------------------------------------
namespace Programming_CSharp
{
using System;
using System.Collections;
public class Tester
{
public static void Main()
{
Queue intQueue = new Queue();
// đưa vào trong mảng
for(int i=0; i <5; i++)
{
intQueue.Enqueue(i*5);
}
// hiện thị hàng đợi
Console.Write("intQueue values: ");
PrintValues( intQueue);
// xóa thành phần ra khỏi hàng đợi
Console.WriteLine("
Dequeue {0}", intQueue.Dequeue());
// hiển thị hàng đợi
Console.Write("intQueue values: ");
PrintValues(intQueue);
// xóa thành phần khỏi hàng đợi
Console.WriteLine("
Dequeue {0}", intQueue.Dequeue());
// hiển thị hàng đợi
Console.Write("intQueue values: ");
PrintValues(intQueue);
// Xem thành phần đầu tiên trong hàng đợi.
Console.WriteLine("
Peek {0}", intQueue.Peek());
// hiển thị hàng đợi
Console.Write("intQueue values: ");
PrintValues(intQueue);
}
public static void PrintValues(IEnumerable myCollection)
{
IEnumerator myEnumerator = myCollection.GetEnumerator();
while (myEnumerator.MoveNext()) Console.Write("{0} ", myEnumerator.Current);
Console.WriteLine();
}
}
}
-----------------------------------------------------------------------------
Kết quả:
intQueue values: 0 5 10 15 20
Dequeue 0
intQueue values: 5 10 15 20
Dequeue 5
IntQueue values: 10 15 20
Peek 10
IntQueue values: 10 15 20
-----------------------------------------------------------------------------
Trong ví dụ này ArrayList được thay bằng Queue, chúng ta cũng có thể Enqueue những đối tượng do ta định nghĩa. Trong trong chương trình trên đầu tiên ta đưa 5 số nguyên vào trong hàng đợi theo tứ tự 0 5 10 15 20. Sau khi đưa vào ta lấy ra phần tử đầu tiên là 0 nên hàng đợi còn lại 4 số là 5 10 15 20, lần thứ hai ta lấy ra 5 và chỉ còn 3 phần tử trong mảng 10 15 20. Cuối cùng ta dùng phương thức Peek() là chỉ xem phần tử đầu hàng đợi chứ không xóa chúng ra khỏi hàng đợi nên kết quả cuối cùng hàng đợi vẫn còn 3 số là 10 15 20. Một điểm lưu ý là lớp Queue là một lớp có thể đếm được enumerable nên ta có thể truyền vào phương thức PrintValues với kiểu tham số khai báo IEnumerable. Việc chuyển đổi này là ngầm định. Trong phương thức PrintValues ta gọi phương thức GetEnumerator, nên nhớ rằng đây là phương thức đơn của tất cả những lớp IEnumerable. Kết quả là một đối tượng Enumerator được trả về, do đó chúng ta có thể sử dụng chúng để liệt kê tất cả những đối tượng có trong tập hợp.
Ngăn xếp là một tập hợp mà thứ tự là vào trước ra sau hay vào sao ra trước (LIFO), tương như một chồng đĩa được xếp trong nhà hàng. Đĩa ở trên cùng tức là đĩa xếp sau thì được lấy ra trước do vậy đĩa nằm dưới đáy tức là đĩa đưa vào đầu tiên sẽ được lấy ra sau cùng.
Hai phương thức chính cho việc thêm và xóa từ stack là Push và Pop, ngoài ra ngăn xếp cũng đưa ra phương thức Peek tương tự như Peek trong hàng đợi. Bảng 9.5 sau minh họa các phương thức và thuộc tính của lớp Stack.
| Phương thức- thuộc tính | Mục đích |
| Synchronized() | Phương thức static trả về một Stack wrapperđược thread-safe. |
| Count | Thuộc tính trả về số thành phần trong ngăn xếp |
| IsReadOnly | Thuộc tính xác định ngăn xếp là chỉ đọc |
| IsSynchronized | Thuộc tính xác định ngăn xếp được đồng bộ |
| SyncRoot | Thuộc tính trả về đối tượng có thể được sử dụngđể đồng bộ truy cập Stack. |
| Clear() | Xóa tất cả các thành phần trong ngăn xếp |
| Clone() | Tạo ra một bản sao |
| Contains() | Xác định xem một thành phần có trong mảng. |
| CopyTo() | Sao chép những thành phần của ngăn xếp đếnmảng một chiều đã tồn tại |
| Pop() | Xóa và trả về phần tử đầu Stack |
| Push() | Đưa một đối tượng vào đầu ngăn xếp |
| GetEnumerator() | Trả về một enumerator cho ngăn xếp. |
| Peek() | Trả về phần tử đầu tiên của ngăn xếp và khôngxóa nó. |
| ToArray() | Sao chép những thành phần qua một mảng mới |
Ba lớp ArrayList, Queue, và Stack đều chứa phương thức nạp chồng CopyTo() và ToArray() dể sao chép những thành phần của chúng qua một mảng. Trong trường hợp của ngăn xếp phương thức CopyTo() sẽ chép những thành phần của chúng đến mảng một chiều đã hiện hữu, và viết chồng lên nội dung của mảng bắt đầu tại chỉ mục mà ta xác nhận. Phương thức ToArray() trả về một mảng mới với những nội dung của những thành phần trong mảng.
Sử dụng kiểu Stack.
-----------------------------------------------------------------------------
namespace Programming_CSharp
{
using System;
using System.Collections;
// lớp đơn giản để lưu trữ public class Tester
{
static void Main()
{
Stack intStack = new Stack();
// đưa vào ngăn xếp
for (int i=0; i < 8; i++)
{
intStack.Push(i*5);
}
// hiển thị stack
Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// xóa phần tử đầu tiên
Console.WriteLine("
Pop {0}", intStack.Pop());
// hiển thị stack Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// xóa tiếp phần tử khác
Console.WriteLine("
Pop {0}", intStack.Pop());
// hiển thị stack
Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// xem thành phần đầu tiên stack
Console.WriteLine("
Peek {0}", intStack.Peek());
// hiển thị stack
Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// khai báo mảng với 12 phần tử
Array targetArray = Array.CreateInstance(typeof(int), 12);
for(int i=0; i <=8; i++)
{
targetArray.SetValue(100*i, i);
}
}
// hiển thị stack
Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// xóa phần tử đầu tiên
Console.WriteLine("
Pop {0}", intStack.Pop());
// hiển thị stack
Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// xóa tiếp phần tử khác
Console.WriteLine("
Pop {0}", intStack.Pop());
// hiển thị stack
Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// xem thành phần đầu tiên stack
Console.WriteLine("
Peek {0}", intStack.Peek());
// hiển thị stack
Console.Write("intStack values: ");
PrintValues( intStack );
// khai báo mảng với 12 phần tử
Array targetArray = Array.CreateInstance(typeof(int), 12);
for(int i=0; i <=8; i++)
{
targetArray.SetValue(100*i, i);
}
// hiển thị giá trị của mảng
Console.WriteLine("
Target array: ");
PrintValues( targetArray );
// chép toàn bộ stack vào mảng tại vị trí 6
intStack.CopyTo( targetArray, 6);
// hiển thị giá trị của mảng sau copy
Console.WriteLine("
Target array after copy:");
PrintValues( targetArray );
// chép toàn bộ stack vào mảng mới
Object[] myArray = intStack.ToArray();
// hiển thị giá trị của mảng mới
Console.WriteLine("
The new array: ");
PrintValues( myArray );
}
public static void PrintValues(IEnumerable myCollection)
{
IEnumerator myEnumerator = myCollection.GetEnumerator();
while (myEnumerator.MoveNext()) Console.Write("{0} ", myEnumerator.Current);
Console.WriteLine();
}
}
}
-----------------------------------------------------------------------------
Kết quả:
intStack values: 35 30 25 20 15 10 5 0
Pop 35
intStack values: 30 25 20 15 10 5 0
Pop 30
intStack values: 25 20 15 10 5 0
Peek 25
intStack values: 25 20 15 10 5 0
Target array:
0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 0 0
Target array after copy:
0 100 200 300 400 500 25 20 15 10 5 0
The new array:
25 20 15 10 5 0
-----------------------------------------------------------------------------
Kết quả cho thấy rằng các mục được đưa vào trong ngăn xếp và được lấy ra theo thứ tự LIFO. Trong ví dụ sử dụng lớp Array như là lớp cơ sở cho tất cả các lớp mảng. Tạo ra một mảng với 12 phần tử nguyên bằng cách gọi phương thức tĩnh CreateInstance(). Phương thức này có hai tham số một là kiểu dữ liệu trong trường hợp này là số nguyên int và tham số thứ hai thể hiện kích thước của mảng. Mảng sau đó được đưa vào bằng phương thức SetValue() phương thức này cũng lấy hai tham số là đối tượng được thêm vào và vị trí được thêm vào. Như kết quả cho ta thấy phương thức CopyTo() đã viết chồng lên giá trị của mảng từ vị trí thứ 6. Lưu ý rằng phương thức ToArray() được thiết kế để trả về một mảng đối tượng do vậy mảng myArray được khai báo tương ứng.
Object[] myArray = myIntStack.ToArray();
