C# Stack مع أمثلة Push & Pop

ما هو المكدس في C#؟

المكدس عبارة عن مجموعة حالات خاصة تمثل مفهوم ما يدخل أخيرًا يخرج أولاً (LIFO). لفهم LIFO أولاً، لنأخذ مثالاً. تخيل كومة من الكتب مع وضع كل كتاب فوق بعضها البعض.

ويعني مفهوم "ما يدخل أخيرًا يخرج أولاً" في حالة الكتب أنه لا يمكن إزالة سوى أعلى الكتب من مجموعة الكتب. لا يمكن إزالة كتاب من بينهما، لأن ذلك من شأنه أن يزعج إعداد المكدس.

وبالتالي في C#تعمل المكدسات أيضًا بنفس الطريقة. تتم إضافة العناصر إلى المكدس، واحدًا فوق الآخر. تسمى عملية إضافة عنصر إلى المكدس عملية الدفع. لإزالة عنصر من المكدس، يمكنك أيضًا إزالة العنصر العلوي في المكدس. تُعرف هذه العملية باسم pop.

دعونا نلقي نظرة على العمليات المتاحة لمجموعة Stack بمزيد من التفصيل.

إعلان المكدس

يتم إنشاء المكدس بمساعدة نوع Stack Data. يتم استخدام الكلمة الأساسية "جديد" لإنشاء كائن في المكدس. ثم يتم تعيين الكائن إلى المتغير st.

Stack st = new Stack()

إضافة عناصر إلى المكدس

يتم استخدام طريقة الدفع لإضافة عنصر إلى المكدس. ويرد أدناه بناء الجملة العام للبيان.

Stack.push(element)

إزالة العناصر من المكدس

تُستخدم طريقة pop لإزالة عنصر من المكدس. ستعيد عملية pop العنصر الأعلى في المكدس. يتم تقديم الصيغة العامة للبيان أدناه

 Stack.pop()

العد التنازلي

تُستخدم هذه الخاصية لمعرفة عدد العناصر الموجودة في المكدس. وفيما يلي بناء الجملة العام لهذا البيان.

Stack.Count

يحتوي

تُستخدم هذه الطريقة لمعرفة ما إذا كان هناك عنصر موجود في المكدس. وفيما يلي بناء الجملة العام لهذا البيان. سترجع العبارة صحيحًا إذا كان العنصر موجودًا، وإلا فسوف تُرجع القيمة خطأ.

Stack.Contains(element)

الآن دعونا نرى هذا يعمل على مستوى الكود. سيتم كتابة كافة التعليمات البرمجية المذكورة أدناه لدينا تطبيق وحدة التحكم. ستتم كتابة الكود في ملف Program.cs الخاص بنا.

في البرنامج أدناه، سنكتب الكود لنرى كيف يمكننا استخدام الطرق المذكورة أعلاه.

مثال 1: طريقة Stack.Push()

في هذا المثال سنرى

• كيف يتم إنشاء المكدس.
• كيفية عرض عناصر المكدس واستخدام طريقتي Count وContain.

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack st = new Stack();
   st.Push(1);
   st.Push(2);
   st.Push(3);

   foreach (Object obj in st)
   {
    Console.WriteLine(obj);
   }
    Console.WriteLine(); Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("The number of elements in the stack " +st.Count);
    Console.WriteLine("Does the stack contain the elements 3 "+st.Contains(3));
    Console.ReadKey();
  }
 }
}

Code تفسير:-

1. يتم استخدام الخطوة الأولى للإعلان عن المكدس. نحن هنا نعلن عن "st" كمتغير للاحتفاظ بعناصر مجموعتنا.
2. بعد ذلك، نضيف 3 عناصر إلى مجموعتنا. تتم إضافة كل عنصر عبر طريقة الدفع.
3. الآن نظرًا لأنه لا يمكن الوصول إلى عناصر المكدس عبر موضع الفهرس مثل قائمة المصفوفةنحتاج إلى استخدام طريقة مختلفة لعرض عناصر المكدس. الكائن (obj) هو متغير مؤقت، تم الإعلان عنه للاحتفاظ بكل عنصر من عناصر المكدس. نستخدم بعد ذلك عبارة foreach لتصفح كل عنصر من عناصر المكدس. لكل عنصر مكدس، يتم تعيين القيمة لمتغير obj. نستخدم بعد ذلك الأمر Console.Writeline لعرض القيمة على وحدة التحكم.
4. نحن نستخدم خاصية العد (st.count) للحصول على عدد العناصر الموجودة في المكدس. ستُرجع هذه الخاصية رقمًا. ثم نعرض هذه القيمة على وحدة التحكم.
5. نستخدم بعد ذلك طريقة الاحتواء لمعرفة ما إذا كانت القيمة 3 موجودة في مجموعتنا. سيعود هذا إما بقيمة صحيحة أو خاطئة. نقوم بعد ذلك بعرض قيمة الإرجاع هذه على وحدة التحكم.

إذا تم إدخال الكود أعلاه بشكل صحيح وتم تشغيل البرنامج، فسيتم عرض الإخراج التالي.

الإخراج:

من الناتج، يمكننا أن نرى أن عناصر المكدس معروضة. كما يتم عرض قيمة True للإشارة إلى أن القيمة 3 محددة في المكدس.

ملاحظات:لقد لاحظت أن آخر عنصر تم دفعه إلى المكدس يتم عرضه أولاً. هذا هو العنصر الأعلى في المكدس. كما يظهر عدد عناصر المكدس في الإخراج.

المثال 2: طريقة Stack.Pop()

الآن دعونا نلقي نظرة على وظيفة "الإزالة". سنرى الكود المطلوب لإزالة العنصر العلوي من المكدس.

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack st = new Stack();
   st.Push(1);
   st.Push(2);
   st.Push(3);
   
   st.Pop();

   foreach (Object obj in st)
   {
    Console.WriteLine(obj);
   }
    Console.ReadKey();
  }
 }
}

Code تفسير:-

1. هنا نقوم فقط بإصدار طريقة البوب ​​التي يتم استخدامها لإزالة عنصر من المكدس.

إذا تم إدخال الكود أعلاه بشكل صحيح وتم تشغيل البرنامج، سيتم عرض الإخراج التالي.

الإخراج:

يمكننا أن نرى أنه تمت إزالة العنصر 3 من المكدس.

دالة Stack Peek() في لغة C#

تعمل طريقتَا Push وPop مع أعلى المكدس، ولكن في بعض الأحيان تحتاج فقط إلى معاينة العنصر العلوي دون حذفه. تقوم طريقة Peek بذلك تحديدًا. فهي تُعيد القيمة العلوية للمكدس مع الحفاظ على المجموعة دون تغيير، وهو أمر مفيد عندما تريد اختبار العنصر التالي قبل حذفه.

الخطوة 1) أنشئ مكدسًا وادفع ثلاثة عناصر إليه، بحيث تكون القيمة 3 في الأعلى.

الخطوة 2) قم باستدعاء طريقة Peek لقراءة العنصر العلوي، ثم تحقق من خاصية Count للتأكد من عدم إزالة أي شيء.

using System;
using System.Collections;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack st = new Stack();
   st.Push(1);
   st.Push(2);
   st.Push(3);
   Console.WriteLine(st.Peek());
   Console.WriteLine(st.Count);
   Console.ReadKey();
  }
 }
}

Code تفسير:-

1. تم تعريف مكدس باسم st، وتمت إضافة القيم 1 و2 و3 باستخدام طريقة Push، بحيث يصبح 3 هو العنصر العلوي.
2. تقوم طريقة Peek بإرجاع العنصر العلوي دون إزالته، ولا تزال خاصية Count تعرض العدد الكامل للعناصر في المكدس.

عند تشغيل البرنامج، يقوم بطباعة القيمة 3 من بيك ثم العد 3وهذا يثبت بقاء العنصر في المكدس. أما إذا كان المكدس فارغًا، فإن دالة Peek تُصدر خطأً غير صالح.OperationException، لذلك من الآمن التحقق من Count قبل استدعائها.

مجموعة عامة شركة#

تستخدم الأمثلة أعلاه فئة Stack غير العامة من System.Collections، والتي تخزن كل عنصر ككائن. عادةً ما يفضل كود C# الحديث استخدام فئة Stack العامة. فئة من مساحة الاسم System.Collections.Generic. تربط هذه الفئة المكدس بنوع واحد مُعلن، لذا يتحقق المُصرّف من كل عملية دفع وسحب ولا حاجة إلى تحويل أو تغليف.

الفوائد الرئيسية للمجموعة العامة مدرجة أدناه.

• أمان النوع: يتم تحديد النوع عند الإعلان عنه، لذلك لا يمكن دفع سوى القيم من هذا النوع، ويتم اكتشاف الأخطاء في وقت الترجمة.
• ممنوع الملاكمة: يتم تخزين أنواع القيم مثل int بشكل مباشر، مما يتجنب تكلفة التغليف التي يدفعها Stack غير العام.
• قراءات المنظف: تقوم الدالتان Pop و Peek بإرجاع النوع المعلن مباشرة، لذلك لا تقوم بتحويل النتيجة مرة أخرى من كائن.

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack<string> st = new Stack<string>();
   st.Push("Java");
   st.Push("Python");
   Console.WriteLine(st.Pop());
   Console.ReadKey();
  }
 }
}

في هذا المثال، تم تعريف المكدس باسم Stack لذا فهي تقبل قيمًا نصية فقط. تُعيد دالة Pop سلسلة نصية مباشرةً وتطبعها. Python، آخر قيمة تم دفعها. بالنسبة لأي مشروع جديد، يكون المكدس العام وهو الخيار الموصى به.

الفرق بين المكدس والطابور في لغة C#

كومة و طابور كلاهما مجموعات تتحكم في ترتيب إزالة العناصر، لكنهما يستخدمان قواعد معاكسة. في المكدس، يكون الترتيب هو "آخر ما يُضاف، أول ما يُزال"، بينما في الطابور يكون الترتيب هو "أول ما يُضاف، أول ما يُزال". اختيار النوع المناسب يُوضح الغرض من الكود للمطورين الآخرين.

فيما يلي أبرز الاختلافات:

• رقم الطلب تقوم المكدسة بإزالة العنصر المضاف حديثًا أولاً (LIFO)، بينما تقوم قائمة الانتظار بإزالة العنصر الأقدم أولاً (FIFO).
• الأساليب: تستخدم المكدسة عمليتي الدفع والسحب، بينما تستخدم قائمة الانتظار عملية الإضافة إلى قائمة الانتظار والإزالة منها.
• الوصول إلى العنصر العلوي: تقرأ المكدسة العنصر التالي باستخدام Peek، ويقرأ الطابور العنصر التالي باستخدام Peek من المقدمة.
• الاستخدامات النموذجية: تتضمن المكدسات ميزات التراجع، وتقييم التعبيرات، والتكرار. tracالملك، بينما تتناسب قوائم الانتظار مع الجدولة والتخزين المؤقت والتنقل العرضي أولاً.

يتوفر كلا النوعين بشكل عام باسم Stack والطابور في System.Collections.Generic، لذلك تحصل على أمان النوع مع أي من الخيارين.

الأسئلة الشائعة