C#-Stack mit Push- und Pop-Beispielen

Was ist Stack in C#?

Der Stapel ist eine Sonderfallsammlung, die ein Last-In-First-Out-Konzept (LIFO) darstellt. Um LIFO zunächst zu verstehen, nehmen wir ein Beispiel. Stellen Sie sich einen Stapel Bücher vor, wobei jedes Buch übereinander liegt.

Das Prinzip „Last in first out“ bei Büchern bedeutet, dass nur das oberste Buch aus dem Bücherstapel entnommen werden kann. Es ist nicht möglich, ein Buch dazwischen zu entnehmen, da dies die Ausrichtung des Stapels stören würde.

Also in C#funktioniert der Stapel auf die gleiche Weise. Elemente werden dem Stapel übereinander hinzugefügt. Der Vorgang des Hinzufügens eines Elements zum Stapel wird als Push-Operation bezeichnet. Um ein Element aus einem Stapel zu entfernen, können Sie auch das oberste Element des Stapels entfernen. Diese Operation wird als Pop bezeichnet.

Sehen wir uns die für die Stack-Sammlung verfügbaren Operationen genauer an.

Deklaration des Stapels

Mit Hilfe des Stack-Datentyps wird ein Stack erstellt. Das Schlüsselwort „new“ wird verwendet, um ein Objekt eines Stacks zu erstellen. Das Objekt wird dann der Variablen st zugewiesen.

Stack st = new Stack()

Elemente zum Stapel hinzufügen

Die Push-Methode wird verwendet, um ein Element zum Stapel hinzuzufügen. Die allgemeine Syntax der Anweisung ist unten angegeben.

Stack.push(element)

Elemente aus dem Stapel entfernen

Die Pop-Methode wird verwendet, um ein Element vom Stapel zu entfernen. Die Pop-Operation gibt das oberste Element des Stapels zurück. Die allgemeine Syntax der Anweisung ist unten angegeben

 Stack.pop()

Zu Zählen

Diese Eigenschaft wird verwendet, um die Anzahl der Elemente im Stapel abzurufen. Nachfolgend finden Sie die allgemeine Syntax dieser Anweisung.

Stack.Count

Enthält

Diese Methode wird verwendet, um festzustellen, ob ein Element im Stack vorhanden ist. Nachfolgend finden Sie die allgemeine Syntax dieser Anweisung. Die Anweisung gibt „true“ zurück, wenn das Element existiert, andernfalls gibt sie den Wert „false“ zurück.

Stack.Contains(element)

Sehen wir uns nun an, wie dies auf Codeebene funktioniert. Der gesamte unten genannte Code wird in unsere geschrieben Konsolenanwendung. Der Code wird in unsere Program.cs-Datei geschrieben.

Im folgenden Programm schreiben wir den Code, um zu sehen, wie wir die oben genannten Methoden verwenden können.

Beispiel 1: Stack.Push()-Methode

In diesem Beispiel werden wir sehen

• Wie ein Stapel erstellt wird.
• So zeigen Sie die Elemente des Stapels an und verwenden die Methoden Count und Contain.

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 Erläuterung:-

1. Der erste Schritt dient der Deklaration des Stacks. Hier deklarieren wir „st“ als Variable, um die Elemente unseres Stapels zu speichern.
2. Als nächstes fügen wir 3 Elemente zu unserem Stapel hinzu. Jedes Element wird über die Push-Methode hinzugefügt.
3. Da auf die Stapelelemente nicht über die Indexposition zugegriffen werden kann, ist dies nicht der Fall Anordnungsliste, müssen wir einen anderen Ansatz verwenden, um die Elemente des Stapels anzuzeigen. Das Objekt (obj) ist eine temporäre Variable, die zum Halten jedes Elements des Stapels deklariert wird. Anschließend verwenden wir die foreach-Anweisung, um jedes Element des Stapels durchzugehen. Für jedes Stapelelement wird der Wert der Variablen obj zugewiesen. Anschließend verwenden wir den Befehl Console.Writeline, um den Wert auf der Konsole anzuzeigen.
4. Wir verwenden die Count-Eigenschaft (st.count), um die Anzahl der Elemente im Stapel zu ermitteln. Diese Eigenschaft gibt eine Zahl zurück. Diesen Wert zeigen wir dann auf der Konsole an.
5. Anschließend verwenden wir die Methode „Contains“, um zu prüfen, ob der Wert 3 in unserem Stapel vorhanden ist. Dies gibt entweder einen wahren oder einen falschen Wert zurück. Diesen Rückgabewert zeigen wir dann auf der Konsole an.

Wenn der obige Code richtig eingegeben und das Programm ausgeführt wird, wird die folgende Ausgabe angezeigt.

Ausgang:

Aus der Ausgabe können wir ersehen, dass die Elemente des Stapels angezeigt werden. Außerdem wird der Wert True angezeigt, um anzuzeigen, dass der Wert 3 auf dem Stapel definiert ist.

Hinweis: Sie haben bemerkt, dass das letzte auf den Stapel geschobene Element zuerst angezeigt wird. Dies ist das oberste Element des Stapels. Die Anzahl der Stapelelemente wird auch in der Ausgabe angezeigt.

Beispiel 2: Stack.Pop()-Methode

Schauen wir uns nun die Funktion „Entfernen“ an. Wir werden den Code sehen, der erforderlich ist, um das oberste Element vom Stapel zu entfernen.

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 Erläuterung:-

1. Hier geben wir lediglich die Pop-Methode aus, mit der ein Element aus dem Stapel entfernt wird.

Wenn der obige Code richtig eingegeben und das Programm ausgeführt wird, wird die folgende Ausgabe angezeigt.

Ausgang:

Wir können sehen, dass das Element 3 vom Stapel entfernt wurde.

C# Stack Peek() Methode

Die Methoden `Push` und `Pop` arbeiten mit dem obersten Element des Stapels. Manchmal möchte man sich aber nur das oberste Element ansehen, ohne es zu entfernen. Die Methode `Peek` macht genau das. Sie gibt den obersten Wert des Stapels zurück, ohne die Sammlung zu verändern. Das ist nützlich, wenn man das nächste Element prüfen möchte, bevor man es entfernt.

Schritt 1) Erstelle einen Stapel und lege drei Elemente darauf, sodass der Wert 3 ganz oben liegt.

Schritt 2) Rufen Sie die Peek-Methode auf, um das oberste Element zu lesen, und überprüfen Sie dann die Count-Eigenschaft, um sicherzustellen, dass nichts entfernt wurde.

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 Erläuterung:-

1. Es wird ein Stack namens st deklariert, und die Werte 1, 2 und 3 werden mit der Push-Methode hinzugefügt, sodass 3 das oberste Element wird.
2. Die Peek-Methode gibt das oberste Element zurück, ohne es zu entfernen, und die Count-Eigenschaft gibt weiterhin die volle Anzahl der Elemente im Stapel an.

Wenn das Programm ausgeführt wird, gibt es den Wert aus. 3 von Peek und dann die Zählung 3Dies beweist, dass das Element auf dem Stapel verbleibt. Ist der Stapel leer, löst Peek eine Ungültigkeitsausnahme aus.OperationException, daher ist es sicher, Count vor dem Aufruf zu überprüfen.

Generischer Stack in C#

Die obigen Beispiele verwenden die nicht-generische Stack-Klasse aus System.Collections, die jedes Element als Objekt speichert. Moderner C#-Code bevorzugt üblicherweise den generischen Stack. Klasse aus dem Namespace System.Collections.Generic. Sie bindet den Stack an einen einzigen deklarierten Typ, sodass der Compiler jeden Push- und Pop-Vorgang prüft und kein Casting oder Boxing erforderlich ist.

Die wichtigsten Vorteile des generischen Stacks sind unten aufgeführt.

• Typensicherheit: Der Typ wird bei der Deklaration festgelegt, sodass nur Werte dieses Typs übertragen werden können und Fehler zur Kompilierzeit abgefangen werden.
• Kein Boxen: Werttypen wie int werden direkt gespeichert, wodurch die Kosten für das Boxing vermieden werden, die beim nicht-generischen Stack anfallen.
• Reinigungskraft liest: Pop und Peek geben den deklarierten Typ direkt zurück, sodass Sie das Ergebnis nicht von object zurückcasten müssen.

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();
  }
 }
}

In diesem Beispiel wird der Stack als Stack deklariert. Daher akzeptiert es nur Zeichenkettenwerte. Die Pop-Methode gibt direkt eine Zeichenkette zurück und gibt sie aus. PythonDer zuletzt übertragene Wert. Für jedes neue Projekt gilt der generische Stack. ist die empfohlene Wahl.

Unterschied zwischen Stack und Queue in C#

Ein Stapel und ein Warteschlange Beide Datentypen steuern die Reihenfolge, in der Elemente entfernt werden, verwenden aber gegensätzliche Regeln. Ein Stack arbeitet nach dem LIFO-Prinzip (Last In, First Out), eine Queue nach dem FIFO-Prinzip (First In, First Out). Die Wahl des richtigen Datentyps macht die Intention Ihres Codes für andere Entwickler verständlich.

Die wichtigsten Unterschiede sind im Folgenden aufgeführt:

• Auftrag: Bei einem Stapel wird das zuletzt hinzugefügte Element zuerst entfernt (LIFO), bei einer Warteschlange das älteste Element zuerst (FIFO).
• Methods: Ein Stapel verwendet Push und Pop, während eine Warteschlange Enqueue zum Hinzufügen und Dequeue zum Entfernen verwendet.
• Zugriff auf das oberste Element: Ein Stapel liest sein nächstes Element mit Peek, und eine Warteschlange liest ihr nächstes Element mit Peek von vorne.
• Typische Anwendungen: Stacks passen zu Undo-Funktionen, Auswertung von Ausdrücken und Rekursion tracKönig, während Warteschlangen für Scheduling, Pufferung und Breitensuche geeignet sind.

Beide Typen sind in generischer Form als Stack verfügbar. und Warteschlange in System.Collections.Generic, sodass Sie mit beiden Optionen Typsicherheit erhalten.

Häufig gestellte Fragen