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Re-translate the Japanese version (#1871)
* Retranslate Japanese docs with GPT-5.4 * Retranslate Japanese code with GPT-5.4
This commit is contained in:
Yudong Jin
@@ -1,25 +1,25 @@
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# 両端キュー
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キューでは、先頭からの要素の削除や末尾への要素の追加のみが可能です。下図に示すように、<u>両端キュー（deque）</u>はより柔軟性を提供し、先頭と末尾の両方で要素の追加や削除を可能にします。
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キューでは、先頭要素を削除するか末尾に要素を追加することしかできません。次の図に示すように、<u>両端キュー（double-ended queue）</u>はより高い柔軟性を備えており、先頭と末尾の両方で要素の追加や削除を行えます。
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## 両端キューの一般的な操作
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## 両端キューの基本操作
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両端キューの一般的な操作は以下の通りです。具体的なメソッド名は使用するプログラミング言語によって異なります。
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両端キューの基本操作を次の表に示します。具体的なメソッド名は、使用するプログラミング言語によって異なります。
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<p align="center"> 表 <id> 両端キューの操作効率 </p>
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| メソッド名 | 説明 | 時間計算量 |
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| ------------- | ------------------ | ------------- |
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| `pushFirst()` | 先頭に要素を追加 | $O(1)$ |
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| `pushLast()` | 末尾に要素を追加 | $O(1)$ |
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| `popFirst()` | 先頭要素を削除 | $O(1)$ |
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||||
| `popLast()` | 末尾要素を削除 | $O(1)$ |
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| `peekFirst()` | 先頭要素にアクセス | $O(1)$ |
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| `peekLast()` | 末尾要素にアクセス | $O(1)$ |
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| メソッド名 | 説明 | 時間計算量 |
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| -------------- | ---------------- | ---------- |
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| `push_first()` | 先頭に要素を追加 | $O(1)$ |
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| `push_last()` | 末尾に要素を追加 | $O(1)$ |
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| `pop_first()` | 先頭要素を削除 | $O(1)$ |
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| `pop_last()` | 末尾要素を削除 | $O(1)$ |
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||||
| `peek_first()` | 先頭要素にアクセス | $O(1)$ |
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| `peek_last()` | 末尾要素にアクセス | $O(1)$ |
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同様に、プログラミング言語で実装された両端キュークラスを直接使用することができます：
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同様に、プログラミング言語に組み込み実装されている両端キューのクラスを直接使うこともできます：
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=== "Python"
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@@ -47,7 +47,7 @@
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||||
# 両端キューの長さを取得
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size: int = len(deq)
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# 両端キューが空かどうかを確認
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# 両端キューが空かどうかを判定
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is_empty: bool = len(deq) == 0
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```
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@@ -75,7 +75,7 @@
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||||
/* 両端キューの長さを取得 */
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||||
int size = deque.size();
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||||
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||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
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||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
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||||
bool empty = deque.empty();
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||||
```
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||||
@@ -103,7 +103,7 @@
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||||
/* 両端キューの長さを取得 */
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||||
int size = deque.size();
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||||
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||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
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||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
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||||
boolean isEmpty = deque.isEmpty();
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```
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@@ -111,7 +111,7 @@
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```csharp title="deque.cs"
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/* 両端キューを初期化 */
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||||
// C#では、LinkedListを両端キューとして使用
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||||
// C# では、連結リスト LinkedList を両端キューとして使用する
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LinkedList<int> deque = new();
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||||
/* 要素をエンキュー */
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@@ -132,7 +132,7 @@
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||||
/* 両端キューの長さを取得 */
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||||
int size = deque.Count;
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||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
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||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
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||||
bool isEmpty = deque.Count == 0;
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```
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@@ -140,7 +140,7 @@
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||||
```go title="deque_test.go"
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||||
/* 両端キューを初期化 */
|
||||
// Goでは、listを両端キューとして使用
|
||||
// Go では、list を両端キューとして使用する
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||||
deque := list.New()
|
||||
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||||
/* 要素をエンキュー */
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||||
@@ -161,7 +161,7 @@
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||||
/* 両端キューの長さを取得 */
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||||
size := deque.Len()
|
||||
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||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
|
||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
|
||||
isEmpty := deque.Len() == 0
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||||
```
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||||
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||||
@@ -169,7 +169,7 @@
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||||
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||||
```swift title="deque.swift"
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||||
/* 両端キューを初期化 */
|
||||
// Swiftには組み込みの両端キュークラスがないため、Arrayを両端キューとして使用
|
||||
// Swift には組み込みの両端キュークラスがないため、Array を両端キューとして使用する
|
||||
var deque: [Int] = []
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||||
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||||
/* 要素をエンキュー */
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||||
@@ -181,17 +181,17 @@
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||||
/* 要素にアクセス */
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||||
let peekFirst = deque.first! // 先頭要素
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||||
let peekLast = deque.last! // 末尾要素
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||||
let peekLast = deque.last! // 末尾要素
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/* 要素をデキュー */
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||||
// Arrayを使用する場合、popFirstの計算量はO(n)
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// Array で模擬する場合、popFirst の計算量は O(n)
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let popFirst = deque.removeFirst() // 先頭要素をデキュー
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||||
let popLast = deque.removeLast() // 末尾要素をデキュー
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||||
let popLast = deque.removeLast() // 末尾要素をデキュー
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||||
/* 両端キューの長さを取得 */
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||||
let size = deque.count
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||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
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||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
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||||
let isEmpty = deque.isEmpty
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```
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@@ -199,30 +199,30 @@
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```javascript title="deque.js"
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/* 両端キューを初期化 */
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||||
// JavaScriptには組み込みの両端キューがないため、Arrayを両端キューとして使用
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||||
// JavaScript には組み込みの両端キューがないため、Array を両端キューとして使用するしかない
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||||
const deque = [];
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/* 要素をエンキュー */
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||||
deque.push(2);
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||||
deque.push(5);
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||||
deque.push(4);
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||||
// 注意：unshift()は配列のため時間計算量がO(n)
|
||||
// 配列であるため、unshift() メソッドの時間計算量は O(n) です
|
||||
deque.unshift(3);
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||||
deque.unshift(1);
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||||
/* 要素にアクセス */
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||||
const peekFirst = deque[0]; // 先頭要素
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||||
const peekLast = deque[deque.length - 1]; // 末尾要素
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||||
const peekFirst = deque[0];
|
||||
const peekLast = deque[deque.length - 1];
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||||
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||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
// 注意：shift()は配列のため時間計算量がO(n)
|
||||
const popFront = deque.shift(); // 先頭要素をデキュー
|
||||
const popBack = deque.pop(); // 末尾要素をデキュー
|
||||
// 配列であるため、shift() メソッドの時間計算量は O(n) です
|
||||
const popFront = deque.shift();
|
||||
const popBack = deque.pop();
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||||
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||||
/* 両端キューの長さを取得 */
|
||||
const size = deque.length;
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||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
|
||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
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const isEmpty = size === 0;
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```
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@@ -230,30 +230,30 @@
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||||
```typescript title="deque.ts"
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||||
/* 両端キューを初期化 */
|
||||
// TypeScriptには組み込みの両端キューがないため、Arrayを両端キューとして使用
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||||
// TypeScript には組み込みの両端キューがないため、Array を両端キューとして使用するしかない
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||||
const deque: number[] = [];
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||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
deque.push(2);
|
||||
deque.push(5);
|
||||
deque.push(4);
|
||||
// 注意：unshift()は配列のため時間計算量がO(n)
|
||||
// 配列であるため、unshift() メソッドの時間計算量は O(n) です
|
||||
deque.unshift(3);
|
||||
deque.unshift(1);
|
||||
|
||||
/* 要素にアクセス */
|
||||
const peekFirst: number = deque[0]; // 先頭要素
|
||||
const peekLast: number = deque[deque.length - 1]; // 末尾要素
|
||||
const peekFirst: number = deque[0];
|
||||
const peekLast: number = deque[deque.length - 1];
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
// 注意：shift()は配列のため時間計算量がO(n)
|
||||
const popFront: number = deque.shift() as number; // 先頭要素をデキュー
|
||||
const popBack: number = deque.pop() as number; // 末尾要素をデキュー
|
||||
// 配列であるため、shift() メソッドの時間計算量は O(n) です
|
||||
const popFront: number = deque.shift() as number;
|
||||
const popBack: number = deque.pop() as number;
|
||||
|
||||
/* 両端キューの長さを取得 */
|
||||
const size: number = deque.length;
|
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|
||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
|
||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
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const isEmpty: boolean = size === 0;
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```
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@@ -261,7 +261,7 @@
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||||
```dart title="deque.dart"
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/* 両端キューを初期化 */
|
||||
// Dartでは、Queueが両端キューとして定義される
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||||
// Dart では、Queue は両端キューとして定義されています
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||||
Queue<int> deque = Queue<int>();
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|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
@@ -282,7 +282,7 @@
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||||
/* 両端キューの長さを取得 */
|
||||
int size = deque.length;
|
||||
|
||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
|
||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
|
||||
bool isEmpty = deque.isEmpty;
|
||||
```
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||||
|
||||
@@ -314,50 +314,107 @@
|
||||
/* 両端キューの長さを取得 */
|
||||
let size = deque.len();
|
||||
|
||||
/* 両端キューが空かどうかを確認 */
|
||||
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
|
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let is_empty = deque.is_empty();
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```
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=== "C"
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```c title="deque.c"
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// Cには組み込みの両端キューが提供されていません
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// C には組み込みの両端キューがありません
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```
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=== "Kotlin"
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```kotlin title="deque.kt"
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/* 両端キューを初期化 */
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val deque = LinkedList<Int>()
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/* 要素をエンキュー */
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deque.offerLast(2) // 末尾に追加
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deque.offerLast(5)
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deque.offerLast(4)
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||||
deque.offerFirst(3) // 先頭に追加
|
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deque.offerFirst(1)
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/* 要素にアクセス */
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val peekFirst = deque.peekFirst() // 先頭要素
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val peekLast = deque.peekLast() // 末尾要素
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/* 要素をデキュー */
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||||
val popFirst = deque.pollFirst() // 先頭要素をデキュー
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val popLast = deque.pollLast() // 末尾要素をデキュー
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/* 両端キューの長さを取得 */
|
||||
val size = deque.size
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/* 両端キューが空かどうかを判定 */
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val isEmpty = deque.isEmpty()
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```
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=== "Ruby"
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```ruby title="deque.rb"
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# 両端キューを初期化
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# Ruby には組み込みの両端キューがないため、Array を両端キューとして使用するしかありません
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deque = []
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# 要素をエンキュー
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deque << 2
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deque << 5
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deque << 4
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||||
# 配列であるため、Array#unshift メソッドの時間計算量は O(n) です
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||||
deque.unshift(3)
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deque.unshift(1)
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|
||||
# 要素にアクセス
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||||
peek_first = deque.first
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||||
peek_last = deque.last
|
||||
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# 要素をデキュー
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||||
# 配列であるため、 Array#shift メソッドの時間計算量は O(n) です
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pop_front = deque.shift
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pop_back = deque.pop
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# 両端キューの長さを取得
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size = deque.length
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# 両端キューが空かどうかを判定
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is_empty = size.zero?
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```
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??? pythontutor "実行の可視化"
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https://pythontutor.com/render.html#code=from%20collections%20import%20deque%0A%0A%22%22%22Driver%20Code%22%22%22%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%98%9F%E5%88%97%0A%20%20%20%20deq%20%3D%20deque%28%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%85%A5%E9%98%9F%0A%20%20%20%20deq.append%282%29%20%20%23%20%E6%B7%BB%E5%8A%A0%E8%87%B3%E9%98%9F%E5%B0%BE%0A%20%20%20%20deq.append%285%29%0A%20%20%20%20deq.append%284%29%0A%20%20%20%20deq.appendleft%283%29%20%20%23%20%E6%B7%BB%E5%8A%A0%E8%87%B3%E9%98%9F%E9%A6%96%0A%20%20%20%20deq.appendleft%281%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%98%9F%E5%88%97%20deque%20%3D%22,%20deq%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E8%AE%BF%E9%97%AE%E5%85%83%E7%B4%A0%0A%20%20%20%20front%20%3D%20deq%5B0%5D%20%20%23%20%E9%98%9F%E9%A6%96%E5%85%83%E7%B4%A0%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E9%A6%96%E5%85%83%E7%B4%A0%20front%20%3D%22,%20front%29%0A%20%20%20%20rear%20%3D%20deq%5B-1%5D%20%20%23%20%E9%98%9F%E5%B0%BE%E5%85%83%E7%B4%A0%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E5%B0%BE%E5%85%83%E7%B4%A0%20rear%20%3D%22,%20rear%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%87%BA%E9%98%9F%0A%20%20%20%20pop_front%20%3D%20deq.popleft%28%29%20%20%23%20%E9%98%9F%E9%A6%96%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%87%BA%E9%98%9F%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E9%A6%96%E5%87%BA%E9%98%9F%E5%85%83%E7%B4%A0%20%20pop_front%20%3D%22,%20pop_front%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E9%A6%96%E5%87%BA%E9%98%9F%E5%90%8E%20deque%20%3D%22,%20deq%29%0A%20%20%20%20pop_rear%20%3D%20deq.pop%28%29%20%20%23%20%E9%98%9F%E5%B0%BE%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%87%BA%E9%98%9F%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E5%B0%BE%E5%87%BA%E9%98%9F%E5%85%83%E7%B4%A0%20%20pop_rear%20%3D%22,%20pop_rear%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E5%B0%BE%E5%87%BA%E9%98%9F%E5%90%8E%20deque%20%3D%22,%20deq%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E8%8E%B7%E5%8F%96%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%98%9F%E5%88%97%E7%9A%84%E9%95%BF%E5%BA%A6%0A%20%20%20%20size%20%3D%20len%28deq%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%98%9F%E5%88%97%E9%95%BF%E5%BA%A6%20size%20%3D%22,%20size%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%88%A4%E6%96%AD%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%98%9F%E5%88%97%E6%98%AF%E5%90%A6%E4%B8%BA%E7%A9%BA%0A%20%20%20%20is_empty%20%3D%20len%28deq%29%20%3D%3D%200%0A%20%20%20%20print%28%22%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%98%9F%E5%88%97%E6%98%AF%E5%90%A6%E4%B8%BA%E7%A9%BA%20%3D%22,%20is_empty%29&cumulative=false&curInstr=3&heapPrimitives=nevernest&mode=display&origin=opt-frontend.js&py=311&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false
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## 両端キューの実装 *
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両端キューの実装は通常のキューの実装と似ており、連結リストまたは配列を基盤となるデータ構造として使用できます。
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両端キューの実装はキューと似ており、連結リストまたは配列を基盤となるデータ構造として選べます。
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### 双方向連結リストに基づく実装
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前節で、通常の単一連結リストを使ってキューを実装したことを思い出してください。これは先頭からの削除（デキュー操作に対応）と末尾への新しい要素の追加（エンキュー操作に対応）を便利に行えるためでした。
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前節を振り返ると、通常の単方向連結リストを使ってキューを実装しました。これは、先頭ノードの削除（デキューに対応）と末尾ノードの後ろへの新規ノード追加（エンキューに対応）を容易に行えるためです。
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両端キューでは、先頭と末尾の両方でエンキューとデキュー操作を実行できます。つまり、両端キューは逆方向の操作も実装する必要があります。このため、両端キューの基盤となるデータ構造として「双方向連結リスト」を使用します。
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両端キューでは、先頭と末尾のどちらでもエンキューとデキューを行えます。言い換えると、両端キューではもう一方の対称方向の操作も実装する必要があります。そのため、両端キューの基盤データ構造として「双方向連結リスト」を採用します。
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下図に示すように、双方向連結リストの先頭ノードと末尾ノードをそれぞれ両端キューの前端と後端として扱い、両端でのノードの追加と削除機能を実装します。
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次の図に示すように、双方向連結リストの先頭ノードと末尾ノードを両端キューの先頭と末尾と見なし、両端でノードを追加および削除する機能を実現します。
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=== "LinkedListDeque"
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=== "pushLast()"
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=== "push_last()"
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=== "pushFirst()"
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=== "push_first()"
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=== "popLast()"
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=== "pop_last()"
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=== "popFirst()"
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=== "pop_first()"
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実装コードは以下の通りです：
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実装コードは次のとおりです：
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```src
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[file]{linkedlist_deque}-[class]{linked_list_deque}-[func]{}
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@@ -365,24 +422,24 @@
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### 配列に基づく実装
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下図に示すように、配列でキューを実装するのと同様に、循環配列を使って両端キューを実装することもできます。
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次の図に示すように、配列によるキュー実装と同様に、循環配列を使って両端キューを実装することもできます。
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=== "ArrayDeque"
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=== "pushLast()"
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=== "push_last()"
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=== "pushFirst()"
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=== "push_first()"
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=== "popLast()"
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=== "pop_last()"
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=== "popFirst()"
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=== "pop_first()"
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実装では「前端エンキュー」と「後端デキュー」のメソッドを追加するだけです：
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キュー実装を土台として、「先頭へのエンキュー」と「末尾からのデキュー」のメソッドを追加するだけで済みます：
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```src
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[file]{array_deque}-[class]{array_deque}-[func]{}
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@@ -390,6 +447,6 @@
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## 両端キューの応用
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両端キューはスタックとキューの両方のロジックを組み合わせているため、**それぞれのすべてのユースケースを実装でき、より大きな柔軟性を提供します**。
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||||
両端キューはスタックとキューの両方の論理を備えているため、**これら 2 つのすべての応用場面を実現でき、さらに高い自由度を提供します**。
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||||
ソフトウェアの「元に戻す」機能は通常スタックを使って実装されることを知っています：システムは各変更操作をスタックに`push`し、次に`pop`して元に戻すことを実装します。しかし、システムリソースの制限を考慮して、ソフトウェアは元に戻すステップの数を制限することがよくあります（例えば、最後の50ステップのみを許可）。スタックの長さが50を超えた場合、ソフトウェアはスタックの底部（キューの前端）で削除操作を実行する必要があります。**しかし、通常のスタックではこの機能を実行できないため、両端キューが必要になります**。「元に戻す」のコアロジックは依然としてスタックの後入れ先出し原則に従いますが、両端キューはより柔軟にいくつかの追加ロジックを実装できることに注意してください。
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||||
私たちが知っているように、ソフトウェアの「元に戻す」機能は通常スタックを使って実装されます。システムは変更操作を毎回スタックに `push` し、その後 `pop` によって取り消しを実現します。しかし、システム資源の制約を考慮すると、通常ソフトウェアは取り消し可能な手数を制限します（たとえば $50$ 手まで保存可能）。スタックの長さが $50$ を超えると、ソフトウェアはスタックの底部（先頭）で削除操作を行う必要があります。**しかしスタックではこの機能を実現できないため、この場合はスタックの代わりに両端キューを使用する必要があります**。なお、「元に戻す」の中核ロジック自体は依然としてスタックの後入れ先出し原則に従っており、両端キューは追加のロジックをより柔軟に実装できるだけです。
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@@ -4,6 +4,6 @@
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!!! abstract
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スタックは積み重ねられた猫のようなもので、キューは一列に並んだ猫のようなものです。
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それらはそれぞれ、後入先出（LIFO）と先入先出（FIFO）の論理関係を表しています。
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||||
スタックは猫を積み重ねるようなもので、キューは猫が列に並ぶようなものです。
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||||
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||||
両者はそれぞれ、後入れ先出しと先入れ先出しの論理関係を表します。
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@@ -1,24 +1,24 @@
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# キュー
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<u>キュー</u>は、先入先出（FIFO）ルールに従う線形データ構造です。名前が示すように、キューは行列の現象をシミュレートし、新参者は列の後ろに並び、前の人が最初に列を離れます。
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||||
<u>キュー（queue）</u>は、先入れ先出しの規則に従う線形データ構造です。名前のとおり、キューは順番待ちの現象を模したもので、新しく来た人は絶えずキュー末尾に加わり、キュー先頭にいる人から順に離れていきます。
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||||
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||||
下図に示すように、キューの前面を「ヘッド」、後面を「テール」と呼びます。キューの後ろに要素を追加する操作を「エンキュー」、前から要素を削除する操作を「デキュー」と呼びます。
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下図のように、キューの先頭を「キュー先頭」、末尾を「キュー末尾」と呼びます。要素をキュー末尾に加える操作を「エンキュー」、キュー先頭の要素を削除する操作を「デキュー」と呼びます。
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## キューの一般的な操作
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## キューの基本操作
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キューの一般的な操作を下表に示します。メソッド名はプログラミング言語によって異なる場合があることに注意してください。ここでは、スタックで使用したのと同じ命名規則を使用します。
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||||
キューの基本操作を以下の表に示します。なお、メソッド名はプログラミング言語によって異なる場合があります。ここではスタックと同じ命名を採用します。
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<p align="center"> 表 <id> キュー操作の効率 </p>
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| メソッド名 | 説明 | 時間計算量 |
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| ----------- | -------------------------------------- | --------------- |
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| `push()` | 要素をエンキュー、テールに追加 | $O(1)$ |
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| `pop()` | ヘッド要素をデキュー | $O(1)$ |
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| `peek()` | ヘッド要素にアクセス | $O(1)$ |
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| メソッド名 | 説明 | 時間計算量 |
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| -------- | ---------------------------- | ---------- |
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| `push()` | 要素をエンキューし、キュー末尾に追加する | $O(1)$ |
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| `pop()` | キュー先頭の要素をデキューする | $O(1)$ |
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| `peek()` | キュー先頭の要素にアクセスする | $O(1)$ |
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プログラミング言語で用意されているキュークラスを直接使用できます：
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||||
プログラミング言語に用意された既存のキュークラスをそのまま利用できます：
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=== "Python"
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@@ -26,8 +26,8 @@
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from collections import deque
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# キューを初期化
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# Pythonでは、一般的にdequeクラスをキューとして使用します
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# queue.Queue()は純粋なキュークラスですが、使いにくいため推奨されません
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||||
# Python では、通常は双方向キュークラス deque をキューとして使用する
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# queue.Queue() は純粋なキュークラスだが、やや使いにくいため非推奨
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que: deque[int] = deque()
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||||
# 要素をエンキュー
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||||
@@ -37,7 +37,7 @@
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||||
que.append(5)
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que.append(4)
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||||
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||||
# 最初の要素にアクセス
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||||
# キュー先頭の要素にアクセス
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||||
front: int = que[0]
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||||
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||||
# 要素をデキュー
|
||||
@@ -46,7 +46,7 @@
|
||||
# キューの長さを取得
|
||||
size: int = len(que)
|
||||
|
||||
# キューが空かどうかチェック
|
||||
# キューが空かどうかを判定
|
||||
is_empty: bool = len(que) == 0
|
||||
```
|
||||
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||||
@@ -63,7 +63,7 @@
|
||||
queue.push(5);
|
||||
queue.push(4);
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
int front = queue.front();
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
@@ -72,7 +72,7 @@
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
int size = queue.size();
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
bool empty = queue.empty();
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -89,7 +89,7 @@
|
||||
queue.offer(5);
|
||||
queue.offer(4);
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
int peek = queue.peek();
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
@@ -98,7 +98,7 @@
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
int size = queue.size();
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
boolean isEmpty = queue.isEmpty();
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -115,7 +115,7 @@
|
||||
queue.Enqueue(5);
|
||||
queue.Enqueue(4);
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
int peek = queue.Peek();
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
@@ -124,7 +124,7 @@
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
int size = queue.Count;
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
bool isEmpty = queue.Count == 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -132,7 +132,7 @@
|
||||
|
||||
```go title="queue_test.go"
|
||||
/* キューを初期化 */
|
||||
// Goでは、listをキューとして使用
|
||||
// Go では、list をキューとして使用する
|
||||
queue := list.New()
|
||||
|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
@@ -142,7 +142,7 @@
|
||||
queue.PushBack(5)
|
||||
queue.PushBack(4)
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
peek := queue.Front()
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
@@ -152,7 +152,7 @@
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
size := queue.Len()
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
isEmpty := queue.Len() == 0
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -160,7 +160,7 @@
|
||||
|
||||
```swift title="queue.swift"
|
||||
/* キューを初期化 */
|
||||
// Swiftには組み込みのキュークラスがないため、Arrayをキューとして使用
|
||||
// Swift には組み込みのキュークラスがないため、Array をキューとして使える
|
||||
var queue: [Int] = []
|
||||
|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
@@ -170,17 +170,17 @@
|
||||
queue.append(5)
|
||||
queue.append(4)
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
let peek = queue.first!
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
// 配列なので、removeFirstの計算量はO(n)
|
||||
// 配列であるため、removeFirst の計算量は O(n)
|
||||
let pool = queue.removeFirst()
|
||||
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
let size = queue.count
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
let isEmpty = queue.isEmpty
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -188,7 +188,7 @@
|
||||
|
||||
```javascript title="queue.js"
|
||||
/* キューを初期化 */
|
||||
// JavaScriptには組み込みのキューがないため、Arrayをキューとして使用
|
||||
// JavaScript には組み込みのキューがないため、Array をキューとして使える
|
||||
const queue = [];
|
||||
|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
@@ -198,17 +198,17 @@
|
||||
queue.push(5);
|
||||
queue.push(4);
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
const peek = queue[0];
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
// 基礎構造が配列なので、shift()メソッドの時間計算量はO(n)
|
||||
// 基盤は配列であるため、shift() メソッドの時間計算量は O(n)
|
||||
const pop = queue.shift();
|
||||
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
const size = queue.length;
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
const empty = queue.length === 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -216,7 +216,7 @@
|
||||
|
||||
```typescript title="queue.ts"
|
||||
/* キューを初期化 */
|
||||
// TypeScriptには組み込みのキューがないため、Arrayをキューとして使用
|
||||
// TypeScript には組み込みのキューがないため、Array をキューとして使える
|
||||
const queue: number[] = [];
|
||||
|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
@@ -226,17 +226,17 @@
|
||||
queue.push(5);
|
||||
queue.push(4);
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
const peek = queue[0];
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
// 基礎構造が配列なので、shift()メソッドの時間計算量はO(n)
|
||||
// 基盤は配列であるため、shift() メソッドの時間計算量は O(n)
|
||||
const pop = queue.shift();
|
||||
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
const size = queue.length;
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
const empty = queue.length === 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -244,7 +244,7 @@
|
||||
|
||||
```dart title="queue.dart"
|
||||
/* キューを初期化 */
|
||||
// DartのQueueクラスは双方向キューですが、キューとして使用できます
|
||||
// Dart では、キュークラス Qeque は双方向キューであり、キューとしても使用できる
|
||||
Queue<int> queue = Queue();
|
||||
|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
@@ -254,7 +254,7 @@
|
||||
queue.add(5);
|
||||
queue.add(4);
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
int peek = queue.first;
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
@@ -263,7 +263,7 @@
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
int size = queue.length;
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
bool isEmpty = queue.isEmpty;
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -271,7 +271,7 @@
|
||||
|
||||
```rust title="queue.rs"
|
||||
/* 双方向キューを初期化 */
|
||||
// Rustでは、双方向キューを通常のキューとして使用
|
||||
// Rust では双方向キューを通常のキューとして使う
|
||||
let mut deque: VecDeque<u32> = VecDeque::new();
|
||||
|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
@@ -281,7 +281,7 @@
|
||||
deque.push_back(5);
|
||||
deque.push_back(4);
|
||||
|
||||
/* 最初の要素にアクセス */
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
if let Some(front) = deque.front() {
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -292,32 +292,84 @@
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
let size = deque.len();
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかチェック */
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
let is_empty = deque.is_empty();
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "C"
|
||||
|
||||
```c title="queue.c"
|
||||
// Cは組み込みのキューを提供していません
|
||||
// C には組み込みのキューがない
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "Kotlin"
|
||||
|
||||
```kotlin title="queue.kt"
|
||||
/* キューを初期化 */
|
||||
val queue = LinkedList<Int>()
|
||||
|
||||
/* 要素をエンキュー */
|
||||
queue.offer(1)
|
||||
queue.offer(3)
|
||||
queue.offer(2)
|
||||
queue.offer(5)
|
||||
queue.offer(4)
|
||||
|
||||
/* キュー先頭の要素にアクセス */
|
||||
val peek = queue.peek()
|
||||
|
||||
/* 要素をデキュー */
|
||||
val pop = queue.poll()
|
||||
|
||||
/* キューの長さを取得 */
|
||||
val size = queue.size
|
||||
|
||||
/* キューが空かどうかを判定 */
|
||||
val isEmpty = queue.isEmpty()
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "Ruby"
|
||||
|
||||
```ruby title="queue.rb"
|
||||
# キューを初期化
|
||||
# Ruby 組み込みのキュー（Thread::Queue) には peek と走査メソッドがないため、Array をキューとして使える
|
||||
queue = []
|
||||
|
||||
# 要素をエンキュー
|
||||
queue.push(1)
|
||||
queue.push(3)
|
||||
queue.push(2)
|
||||
queue.push(5)
|
||||
queue.push(4)
|
||||
|
||||
# キュー先頭の要素にアクセス
|
||||
peek = queue.first
|
||||
|
||||
# 要素をデキュー
|
||||
# 注意：配列であるため、Array#shift メソッドの時間計算量は O(n)
|
||||
pop = queue.shift
|
||||
|
||||
# キューの長さを取得
|
||||
size = queue.length
|
||||
|
||||
# キューが空かどうかを判定
|
||||
is_empty = queue.empty?
|
||||
```
|
||||
|
||||
??? pythontutor "可視化実行"
|
||||
|
||||
https://pythontutor.com/render.html#code=from%20collections%20import%20deque%0A%0A%22%22%22Driver%20Code%22%22%22%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%E9%98%9F%E5%88%97%0A%20%20%20%20%23%20%E5%9C%A8%20Python%20%E4%B8%AD%EF%BC%8C%E6%88%91%E4%BB%AC%E4%B8%80%E8%88%AC%E5%B0%86%E5%8F%8C%E5%90%91%E9%98%9F%E5%88%97%E7%B1%BB%20deque%20%E7%9C%8B%E4%BD%9C%E9%98%9F%E5%88%97%E4%BD%BF%E7%94%A8%0A%20%20%20%20%23%20%E8%99%BD%E7%84%B6%20queue.Queue%28%29%20%E6%98%AF%E7%BA%AF%E6%AD%A3%E7%9A%84%E9%98%9F%E5%88%97%E7%B1%BB%EF%BC%8C%E4%BD%86%E4%B8%8D%E5%A4%AA%E5%A5%BD%E7%94%A8%0A%20%20%20%20que%20%3D%20deque%28%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%85%A5%E9%98%9F%0A%20%20%20%20que.append%281%29%0A%20%20%20%20que.append%283%29%0A%20%20%20%20que.append%282%29%0A%20%20%20%20que.append%285%29%0A%20%20%20%20que.append%284%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E5%88%97%20que%20%3D%22,%20que%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E8%AE%BF%E9%97%AE%E9%98%9F%E9%A6%96%E5%85%83%E7%B4%A0%0A%20%20%20%20front%20%3D%20que%5B0%5D%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E9%A6%96%E5%85%83%E7%B4%A0%20front%20%3D%22,%20front%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%87%BA%E9%98%9F%0A%20%20%20%20pop%20%3D%20que.popleft%28%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E5%87%BA%E9%98%9F%E5%85%83%E7%B4%A0%20pop%20%3D%22,%20pop%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E5%87%BA%E9%98%9F%E5%90%8E%20que%20%3D%22,%20que%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E8%8E%B7%E5%8F%96%E9%98%9F%E5%88%97%E7%9A%84%E9%95%BF%E5%BA%A6%0A%20%20%20%20size%20%3D%20len%28que%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E5%88%97%E9%95%BF%E5%BA%A6%20size%20%3D%22,%20size%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%88%A4%E6%96%AD%E9%98%9F%E5%88%97%E6%98%AF%E5%90%A6%E4%B8%BA%E7%A9%BA%0A%20%20%20%20is_empty%20%3D%20len%28que%29%20%3D%3D%200%0A%20%20%20%20print%28%22%E9%98%9F%E5%88%97%E6%98%AF%E5%90%A6%E4%B8%BA%E7%A9%BA%20%3D%22,%20is_empty%29&cumulative=false&curInstr=3&heapPrimitives=nevernest&mode=display&origin=opt-frontend.js&py=311&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false
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||||
## キューの実装
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キューを実装するには、一方の端で要素を追加し、もう一方の端で要素を削除できるデータ構造が必要です。連結リストと配列の両方がこの要件を満たします。
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||||
キューを実装するには、一方の端で要素を追加し、もう一方の端で要素を削除できるデータ構造が必要です。連結リストと配列はいずれもこの条件を満たします。
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### 連結リストベースの実装
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### 連結リストに基づく実装
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下図に示すように、連結リストの「ヘッドノード」と「テールノード」をそれぞれキューの「フロント」と「リア」と考えることができます。ノードは後ろでのみ追加でき、前でのみ削除できるように規定されています。
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下図のように、連結リストの「先頭ノード」と「末尾ノード」をそれぞれ「キュー先頭」と「キュー末尾」とみなし、キュー末尾ではノードの追加のみ、キュー先頭ではノードの削除のみを行うようにします。
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=== "LinkedListQueue"
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=== "push()"
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@@ -325,27 +377,27 @@
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=== "pop()"
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以下は、連結リストを使用してキューを実装するコードです：
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以下は連結リストでキューを実装するコードです：
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```src
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[file]{linkedlist_queue}-[class]{linked_list_queue}-[func]{}
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```
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### 配列ベースの実装
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### 配列に基づく実装
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配列の最初の要素を削除する時間計算量は$O(n)$で、デキュー操作が非効率になります。しかし、この問題は以下のように巧妙に回避できます。
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配列で先頭要素を削除する時間計算量は $O(n)$ であり、そのままではデキュー操作の効率が低くなります。しかし、次の巧妙な方法によってこの問題を回避できます。
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変数`front`を使用してフロント要素のインデックスを示し、変数`size`を維持してキューの長さを記録します。`rear = front + size`を定義し、これはテール要素の直後の位置を指します。
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変数 `front` を用いてキュー先頭要素のインデックスを指し、さらに変数 `size` でキューの長さを記録できます。`rear = front + size` と定義すると、この式で得られる `rear` はキュー末尾要素の次の位置を指します。
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||||
この設計により、**配列内の要素の有効な間隔は`[front, rear - 1]`です**。各操作の実装方法を下図に示します。
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この設計に基づくと、**配列内で要素を含む有効区間は `[front, rear - 1]`** となります。各種操作の実装方法を下図に示します。
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- エンキュー操作：入力要素を`rear`インデックスに割り当て、`size`を1増加させます。
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- デキュー操作：単に`front`を1増加させ、`size`を1減少させます。
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||||
- エンキュー操作：入力要素を `rear` の位置に代入し、`size` を 1 増やします。
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||||
- デキュー操作：`front` を 1 増やし、`size` を 1 減らすだけです。
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||||
|
||||
エンキューとデキュー操作は両方とも単一の操作のみを必要とし、それぞれの時間計算量は$O(1)$です。
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このように、エンキューとデキューはいずれも 1 回の操作だけで済み、時間計算量はともに $O(1)$ です。
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=== "ArrayQueue"
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=== "push()"
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@@ -353,19 +405,19 @@
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=== "pop()"
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||||
問題に気づくかもしれません：エンキューとデキュー操作が継続的に実行されると、`front`と`rear`の両方が右に移動し、**最終的に配列の末尾に到達してそれ以上移動できなくなります**。これを解決するために、配列を「循環配列」として扱い、配列の末尾を先頭に接続します。
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||||
ここで 1 つ問題があります。エンキューとデキューを繰り返すと、`front` と `rear` はどちらも右へ移動し続け、**配列の末尾に達するとそれ以上進めなくなります**。この問題を解決するために、配列を先頭と末尾がつながった「環状配列」とみなします。
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循環配列では、`front`または`rear`が末尾に到達すると、配列の先頭にループバックする必要があります。この循環パターンは、以下のコードに示すように「剰余演算」で実現できます：
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環状配列では、`front` または `rear` が配列末尾を越えたときに、直ちに配列先頭へ戻って走査を続けられるようにする必要があります。この周期的な規則は「剰余演算」によって実現できます。コードは次のとおりです：
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```src
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||||
[file]{array_queue}-[class]{array_queue}-[func]{}
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```
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上記のキュー実装にはまだ制限があります：長さが固定されています。しかし、この問題は解決が困難ではありません。配列を必要に応じて自動拡張できる動的配列に置き換えることができます。興味のある読者は自分で実装してみてください。
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上記の実装によるキューにも制約があり、長さを可変にできません。しかし、この問題の解決は難しくなく、配列を動的配列に置き換えれば容量拡張の仕組みを導入できます。興味があれば自分で実装してみてください。
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||||
2つの実装の比較はスタックの場合と一貫しており、ここでは繰り返しません。
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||||
2 つの実装の比較に関する結論はスタックの場合と同じなので、ここでは繰り返しません。
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## キューの典型的な応用
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- **Amazonの注文**：買い物客が注文を行った後、これらの注文はキューに参加し、システムは順番に処理します。独身の日などのイベント中は、短時間で大量の注文が生成され、高い同時実行性がエンジニアにとって重要な課題となります。
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||||
- **様々なToDoリスト**：「先着順」機能が必要なシナリオ、例えばプリンターのタスクキューやレストランの配達キューなど、キューで処理順序を効果的に維持できます。
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||||
- **淘宝の注文**。購入者が注文すると、その注文はキューに追加され、システムは順番に従って注文を処理します。ダブルイレブンの期間には短時間で膨大な注文が発生するため、高並行性がエンジニアにとって重点的に解決すべき課題になります。
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- **各種の待機事項**。先着順の機能を実現する必要があるあらゆる場面、たとえばプリンターのジョブキューや飲食店の配膳キューなどでは、キューによって処理順序を効果的に維持できます。
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@@ -1,51 +1,51 @@
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# スタック
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<u>スタック</u>は、後入先出（LIFO）の原則に従う線形データ構造です。
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<u>スタック（stack）</u>は、後入れ先出しの論理に従う線形データ構造です。
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スタックをテーブル上の皿の山に例えることができます。底の皿にアクセスするには、まず上の皿を取り除く必要があります。皿を様々な種類の要素（整数、文字、オブジェクトなど）に置き換えることで、スタックと呼ばれるデータ構造を得ることができます。
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スタックは机の上に積まれた皿の山にたとえられます。1回に1枚の皿しか動かせないとすると、いちばん下の皿を取り出すには、上にある皿を順番にどかす必要があります。この皿をさまざまな型の要素（整数、文字、オブジェクトなど）に置き換えたものが、スタックというデータ構造です。
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下図に示すように、要素の山の上部を「スタックのトップ」、下部を「スタックのボトム」と呼びます。スタックのトップに要素を追加する操作を「プッシュ」、トップ要素を削除する操作を「ポップ」と呼びます。
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||||
下図のように、積み重なった要素の上端を「スタックトップ」、下端を「スタックボトム」と呼びます。要素をスタックトップに追加する操作を「プッシュ」、スタックトップの要素を削除する操作を「ポップ」と呼びます。
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## スタックの一般的な操作
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## スタックの基本操作
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スタックの一般的な操作を下表に示します。具体的なメソッド名は使用するプログラミング言語によって異なります。ここでは、例として`push()`、`pop()`、`peek()`を使用します。
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||||
スタックの基本操作を以下の表に示します。具体的なメソッド名は使用するプログラミング言語によって異なります。ここでは、一般的な `push()`、`pop()`、`peek()` を例に挙げます。
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||||
<p align="center"> 表 <id> スタック操作の効率 </p>
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||||
<p align="center"> 表 <id> スタックの操作効率 </p>
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||||
| メソッド | 説明 | 時間計算量 |
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| -------- | ----------------------------------------------- | --------------- |
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| `push()` | 要素をスタックにプッシュ（トップに追加） | $O(1)$ |
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||||
| `pop()` | スタックからトップ要素をポップ | $O(1)$ |
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||||
| `peek()` | スタックのトップ要素にアクセス | $O(1)$ |
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||||
| メソッド | 説明 | 時間計算量 |
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| -------- | ---------------------- | ---------- |
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||||
| `push()` | 要素をプッシュする（スタックトップに追加） | $O(1)$ |
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| `pop()` | スタックトップの要素をポップする | $O(1)$ |
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||||
| `peek()` | スタックトップの要素にアクセスする | $O(1)$ |
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通常、プログラミング言語に組み込まれているスタッククラスを直接使用できます。ただし、一部の言語では具体的にスタッククラスを提供していない場合があります。これらの場合、言語の「配列」または「連結リスト」をスタックとして使用し、プログラムでスタックロジックに関連しない操作を無視できます。
|
||||
通常は、プログラミング言語に組み込まれているスタッククラスをそのまま利用できます。ただし、専用のスタッククラスが用意されていない言語もあります。その場合は、その言語の「配列」や「連結リスト」をスタックとして用い、プログラムのロジック上でスタックに無関係な操作を無視します。
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=== "Python"
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||||
```python title="stack.py"
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||||
# スタックを初期化
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||||
# Pythonには組み込みのスタッククラスがないため、listをスタックとして使用
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||||
# Python には組み込みのスタッククラスがないため、list をスタックとして使用できる
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||||
stack: list[int] = []
|
||||
|
||||
# 要素をスタックにプッシュ
|
||||
# 要素をプッシュ
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||||
stack.append(1)
|
||||
stack.append(3)
|
||||
stack.append(2)
|
||||
stack.append(5)
|
||||
stack.append(4)
|
||||
|
||||
# スタックのトップ要素にアクセス
|
||||
# スタックトップの要素にアクセス
|
||||
peek: int = stack[-1]
|
||||
|
||||
# スタックから要素をポップ
|
||||
# 要素をポップ
|
||||
pop: int = stack.pop()
|
||||
|
||||
# スタックの長さを取得
|
||||
size: int = len(stack)
|
||||
|
||||
# スタックが空かどうかチェック
|
||||
# 空かどうかを判定
|
||||
is_empty: bool = len(stack) == 0
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -55,23 +55,23 @@
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
stack<int> stack;
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.push(1);
|
||||
stack.push(3);
|
||||
stack.push(2);
|
||||
stack.push(5);
|
||||
stack.push(4);
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
int top = stack.top();
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
stack.pop(); // 戻り値なし
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
int size = stack.size();
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
bool empty = stack.empty();
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -81,23 +81,23 @@
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.push(1);
|
||||
stack.push(3);
|
||||
stack.push(2);
|
||||
stack.push(5);
|
||||
stack.push(4);
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
int peek = stack.peek();
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
int pop = stack.pop();
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
int size = stack.size();
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
boolean isEmpty = stack.isEmpty();
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -107,23 +107,23 @@
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
Stack<int> stack = new();
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.Push(1);
|
||||
stack.Push(3);
|
||||
stack.Push(2);
|
||||
stack.Push(5);
|
||||
stack.Push(4);
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
int peek = stack.Peek();
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
int pop = stack.Pop();
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
int size = stack.Count;
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
bool isEmpty = stack.Count == 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -131,27 +131,27 @@
|
||||
|
||||
```go title="stack_test.go"
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
// Goでは、Sliceをスタックとして使用することが推奨されます
|
||||
// Go では、Slice をスタックとして使うのが一般的
|
||||
var stack []int
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack = append(stack, 1)
|
||||
stack = append(stack, 3)
|
||||
stack = append(stack, 2)
|
||||
stack = append(stack, 5)
|
||||
stack = append(stack, 4)
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
peek := stack[len(stack)-1]
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
pop := stack[len(stack)-1]
|
||||
stack = stack[:len(stack)-1]
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
size := len(stack)
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
isEmpty := len(stack) == 0
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -159,26 +159,26 @@
|
||||
|
||||
```swift title="stack.swift"
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
// Swiftには組み込みのスタッククラスがないため、Arrayをスタックとして使用
|
||||
// Swift には組み込みのスタッククラスがないため、Array をスタックとして使用できる
|
||||
var stack: [Int] = []
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.append(1)
|
||||
stack.append(3)
|
||||
stack.append(2)
|
||||
stack.append(5)
|
||||
stack.append(4)
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
let peek = stack.last!
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
let pop = stack.removeLast()
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
let size = stack.count
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
let isEmpty = stack.isEmpty
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -186,26 +186,26 @@
|
||||
|
||||
```javascript title="stack.js"
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
// JavaScriptには組み込みのスタッククラスがないため、Arrayをスタックとして使用
|
||||
// JavaScript には組み込みのスタッククラスがないため、Array をスタックとして使用できる
|
||||
const stack = [];
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.push(1);
|
||||
stack.push(3);
|
||||
stack.push(2);
|
||||
stack.push(5);
|
||||
stack.push(4);
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
const peek = stack[stack.length-1];
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
const pop = stack.pop();
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
const size = stack.length;
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
const is_empty = stack.length === 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -213,26 +213,26 @@
|
||||
|
||||
```typescript title="stack.ts"
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
// TypeScriptには組み込みのスタッククラスがないため、Arrayをスタックとして使用
|
||||
// TypeScript には組み込みのスタッククラスがないため、Array をスタックとして使用できる
|
||||
const stack: number[] = [];
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.push(1);
|
||||
stack.push(3);
|
||||
stack.push(2);
|
||||
stack.push(5);
|
||||
stack.push(4);
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
const peek = stack[stack.length - 1];
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
const pop = stack.pop();
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
const size = stack.length;
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
const is_empty = stack.length === 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -240,26 +240,26 @@
|
||||
|
||||
```dart title="stack.dart"
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
// Dartには組み込みのスタッククラスがないため、Listをスタックとして使用
|
||||
// Dart には組み込みのスタッククラスがないため、List をスタックとして使用できる
|
||||
List<int> stack = [];
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.add(1);
|
||||
stack.add(3);
|
||||
stack.add(2);
|
||||
stack.add(5);
|
||||
stack.add(4);
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
int peek = stack.last;
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
int pop = stack.removeLast();
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
int size = stack.length;
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
bool isEmpty = stack.isEmpty;
|
||||
```
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||||
|
||||
@@ -267,55 +267,106 @@
|
||||
|
||||
```rust title="stack.rs"
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
// Vecをスタックとして使用
|
||||
// Vec をスタックとして使用する
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||||
let mut stack: Vec<i32> = Vec::new();
|
||||
|
||||
/* 要素をスタックにプッシュ */
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.push(1);
|
||||
stack.push(3);
|
||||
stack.push(2);
|
||||
stack.push(5);
|
||||
stack.push(4);
|
||||
|
||||
/* スタックのトップ要素にアクセス */
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
let top = stack.last().unwrap();
|
||||
|
||||
/* スタックから要素をポップ */
|
||||
/* 要素をポップ */
|
||||
let pop = stack.pop().unwrap();
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
let size = stack.len();
|
||||
|
||||
/* スタックが空かどうかチェック */
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
let is_empty = stack.is_empty();
|
||||
```
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||||
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||||
=== "C"
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||||
|
||||
```c title="stack.c"
|
||||
// Cは組み込みのスタックを提供していません
|
||||
// C には組み込みのスタックがない
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "Kotlin"
|
||||
|
||||
```kotlin title="stack.kt"
|
||||
/* スタックを初期化 */
|
||||
val stack = Stack<Int>()
|
||||
|
||||
/* 要素をプッシュ */
|
||||
stack.push(1)
|
||||
stack.push(3)
|
||||
stack.push(2)
|
||||
stack.push(5)
|
||||
stack.push(4)
|
||||
|
||||
/* スタックトップの要素にアクセス */
|
||||
val peek = stack.peek()
|
||||
|
||||
/* 要素をポップ */
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||||
val pop = stack.pop()
|
||||
|
||||
/* スタックの長さを取得 */
|
||||
val size = stack.size
|
||||
|
||||
/* 空かどうかを判定 */
|
||||
val isEmpty = stack.isEmpty()
|
||||
```
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||||
|
||||
=== "Ruby"
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||||
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||||
```ruby title="stack.rb"
|
||||
# スタックを初期化
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# Ruby には組み込みのスタッククラスがないため、Array をスタックとして使用できる
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stack = []
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# 要素をプッシュ
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stack << 1
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stack << 3
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stack << 2
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stack << 5
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stack << 4
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|
||||
# スタックトップの要素にアクセス
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||||
peek = stack.last
|
||||
|
||||
# 要素をポップ
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||||
pop = stack.pop
|
||||
|
||||
# スタックの長さを取得
|
||||
size = stack.length
|
||||
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||||
# 空かどうかを判定
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is_empty = stack.empty?
|
||||
```
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??? pythontutor "実行の可視化"
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https://pythontutor.com/render.html#code=%22%22%22Driver%20Code%22%22%22%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%E6%A0%88%0A%20%20%20%20%23%20Python%20%E6%B2%A1%E6%9C%89%E5%86%85%E7%BD%AE%E7%9A%84%E6%A0%88%E7%B1%BB%EF%BC%8C%E5%8F%AF%E4%BB%A5%E6%8A%8A%20list%20%E5%BD%93%E4%BD%9C%E6%A0%88%E6%9D%A5%E4%BD%BF%E7%94%A8%0A%20%20%20%20stack%20%3D%20%5B%5D%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%85%A5%E6%A0%88%0A%20%20%20%20stack.append%281%29%0A%20%20%20%20stack.append%283%29%0A%20%20%20%20stack.append%282%29%0A%20%20%20%20stack.append%285%29%0A%20%20%20%20stack.append%284%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E6%A0%88%20stack%20%3D%22,%20stack%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E8%AE%BF%E9%97%AE%E6%A0%88%E9%A1%B6%E5%85%83%E7%B4%A0%0A%20%20%20%20peek%20%3D%20stack%5B-1%5D%0A%20%20%20%20print%28%22%E6%A0%88%E9%A1%B6%E5%85%83%E7%B4%A0%20peek%20%3D%22,%20peek%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%87%BA%E6%A0%88%0A%20%20%20%20pop%20%3D%20stack.pop%28%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E5%87%BA%E6%A0%88%E5%85%83%E7%B4%A0%20pop%20%3D%22,%20pop%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E5%87%BA%E6%A0%88%E5%90%8E%20stack%20%3D%22,%20stack%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E8%8E%B7%E5%8F%96%E6%A0%88%E7%9A%84%E9%95%BF%E5%BA%A6%0A%20%20%20%20size%20%3D%20len%28stack%29%0A%20%20%20%20print%28%22%E6%A0%88%E7%9A%84%E9%95%BF%E5%BA%A6%20size%20%3D%22,%20size%29%0A%0A%20%20%20%20%23%20%E5%88%A4%E6%96%AD%E6%98%AF%E5%90%A6%E4%B8%BA%E7%A9%BA%0A%20%20%20%20is_empty%20%3D%20len%28stack%29%20%3D%3D%200%0A%20%20%20%20print%28%22%E6%A0%88%E6%98%AF%E5%90%A6%E4%B8%BA%E7%A9%BA%20%3D%22,%20is_empty%29&cumulative=false&curInstr=2&heapPrimitives=nevernest&mode=display&origin=opt-frontend.js&py=311&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false
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## スタックの実装
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スタックがどのように動作するかをより深く理解するために、自分でスタッククラスを実装してみましょう。
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スタックの動作の仕組みをより深く理解するために、自分でスタッククラスを実装してみましょう。
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スタックは後入先出の原則に従うため、スタックのトップでのみ要素を追加または削除できます。しかし、配列と連結リストの両方は任意の位置で要素を追加・削除できるため、**スタックは制限された配列または連結リストと見なすことができます**。言い換えれば、配列や連結リストの特定の無関係な操作を「遮蔽」して、外部の動作をスタックの特性に合わせることができます。
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スタックは後入れ先出しの原則に従うため、要素の追加や削除はスタックトップでしか行えません。一方、配列や連結リストでは任意の位置で要素を追加・削除できます。**つまり、スタックは制限付きの配列または連結リストとみなせます。** 言い換えると、配列や連結リストのうち無関係な操作を「隠蔽」することで、外から見た振る舞いをスタックの特性に合わせられます。
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### 連結リストベースの実装
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### 連結リストによる実装
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連結リストを使用してスタックを実装する場合、リストのヘッドノードをスタックのトップ、テールノードをスタックのボトムと考えることができます。
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連結リストでスタックを実装する場合、連結リストの先頭ノードをスタックトップ、末尾ノードをスタックボトムとみなせます。
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下図に示すように、プッシュ操作では、単に連結リストのヘッドに要素を挿入します。このノード挿入方法は「ヘッド挿入」として知られています。ポップ操作では、リストからヘッドノードを削除するだけです。
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下図のように、プッシュ操作では要素を連結リストの先頭に挿入するだけでよく、このノード挿入方法は「頭部挿入法」と呼ばれます。ポップ操作では、先頭ノードを連結リストから削除するだけです。
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=== "LinkedListStack"
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=== "push()"
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@@ -323,18 +374,18 @@
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=== "pop()"
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以下は、連結リストに基づくスタック実装のサンプルコードです：
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以下は、連結リストによってスタックを実装したコード例です：
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```src
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[file]{linkedlist_stack}-[class]{linked_list_stack}-[func]{}
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```
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### 配列ベースの実装
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### 配列による実装
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配列を使用してスタックを実装する場合、配列の末尾をスタックのトップと考えることができます。下図に示すように、プッシュとポップ操作は、それぞれ配列の末尾での要素の追加と削除に対応し、どちらも時間計算量$O(1)$です。
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配列でスタックを実装する場合、配列の末尾をスタックトップとして扱えます。下図のように、プッシュとポップはそれぞれ配列末尾への要素追加と削除に対応し、どちらの時間計算量も $O(1)$ です。
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=== "ArrayStack"
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=== "push()"
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@@ -342,7 +393,7 @@
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=== "pop()"
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スタックにプッシュされる要素が継続的に増加する可能性があるため、動的配列を使用でき、配列拡張を自分で処理する必要がありません。以下はサンプルコードです：
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プッシュされる要素は際限なく増える可能性があるため、動的配列を使えば、配列の拡張を自前で処理する必要がありません。以下にコード例を示します：
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```src
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||||
[file]{array_stack}-[class]{array_stack}-[func]{}
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@@ -350,30 +401,30 @@
|
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## 2つの実装の比較
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**サポートされる操作**
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**対応する操作**
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両方の実装は、スタックで定義されたすべての操作をサポートします。配列実装はさらにランダムアクセスをサポートしますが、これはスタック定義の範囲を超えており、一般的には使用されません。
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どちらの実装も、スタックの定義に含まれる各種操作をサポートします。配列ベースの実装はランダムアクセスも可能ですが、これはスタックの定義範囲を超えているため、通常は利用しません。
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**時間効率**
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配列ベースの実装では、プッシュとポップ操作の両方が事前に割り当てられた連続メモリで発生し、良好なキャッシュ局所性があるため効率が高くなります。しかし、プッシュ操作が配列容量を超える場合、リサイズメカニズムがトリガーされ、そのプッシュ操作の時間計算量は$O(n)$になります。
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||||
配列ベースの実装では、プッシュとポップの両方があらかじめ確保された連続メモリ上で行われるため、キャッシュ局所性が高く、効率に優れます。ただし、プッシュ時に配列容量を超えると拡張処理が発生し、その1回のプッシュの時間計算量は $O(n)$ になります。
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連結リスト実装では、リスト拡張は非常に柔軟で、配列拡張のような効率低下の問題はありません。しかし、プッシュ操作にはノードオブジェクトの初期化とポインタの変更が必要なため、効率は比較的低くなります。プッシュされる要素がすでにノードオブジェクトの場合、初期化ステップをスキップでき、効率が向上します。
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連結リストベースの実装では、サイズ拡張が非常に柔軟であり、前述のような配列拡張による効率低下はありません。ただし、プッシュ時にはノードオブジェクトの初期化とポインタの更新が必要になるため、効率は相対的に低くなります。もっとも、プッシュする要素自体がノードオブジェクトであれば、初期化の手間を省けるため、効率を高められます。
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したがって、プッシュとポップ操作の要素が`int`や`double`などの基本データ型の場合、以下の結論を導くことができます：
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以上を踏まえると、プッシュおよびポップの対象が `int` や `double` のような基本データ型である場合、次の結論が得られます。
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- 配列ベースのスタック実装は拡張時に効率が低下しますが、拡張は低頻度操作であるため、平均効率は高くなります。
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- 連結リストベースのスタック実装はより安定した効率パフォーマンスを提供します。
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- 配列ベースのスタックは拡張時に効率が低下しますが、拡張は低頻度の操作であるため、平均効率はより高くなります。
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- 連結リストベースのスタックは、より安定した効率を提供できます。
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**空間効率**
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リストを初期化する際、システムは「初期容量」を割り当てますが、これは実際の必要量を超える可能性があります。さらに、拡張メカニズムは通常、特定の係数（2倍など）で容量を増加させ、これも実際の必要量を超える可能性があります。したがって、**配列ベースのスタックは一部の空間を無駄にする可能性があります**。
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リストを初期化するとき、システムは「初期容量」を割り当てますが、この容量は実際の必要量を上回ることがあります。また、拡張は通常、一定の倍率（たとえば2倍）で行われるため、拡張後の容量も実際の必要量を超える可能性があります。したがって、**配列ベースのスタックは一定のメモリ浪費を招く可能性があります。**
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しかし、連結リストノードはポインタを格納するための追加空間が必要なため、**連結リストノードが占有する空間は比較的大きくなります**。
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一方で、連結リストのノードはポインタを追加で保持する必要があるため、**連結リストノードは相対的に大きな領域を占有します。**
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まとめると、どちらの実装がよりメモリ効率的かを単純に判断することはできません。特定の状況に基づく分析が必要です。
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以上より、どちらの実装がより省メモリかを単純に断定することはできず、具体的な状況に応じて分析する必要があります。
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## スタックの典型的な応用
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- **ブラウザの戻ると進む、ソフトウェアの元に戻すとやり直し**。新しいWebページを開くたびに、ブラウザは前のページをスタックにプッシュし、戻る操作（本質的にはポップ操作）を通じて前のページに戻ることができます。戻ると進むの両方をサポートするには、2つのスタックが連携して動作する必要があります。
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- **プログラムのメモリ管理**。関数が呼び出されるたびに、システムはスタックのトップにスタックフレームを追加して関数のコンテキスト情報を記録します。再帰関数では、下方向の再帰フェーズはスタックへのプッシュを続け、上方向のバックトラッキングフェーズはスタックからのポップを続けます。
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- **ブラウザにおける戻ると進む、ソフトウェアにおける取り消しとやり直し**。新しいWebページを開くたびに、ブラウザは直前のページをスタックにプッシュするため、戻る操作によって前のページに戻れます。戻る操作は実際にはポップに相当します。戻ると進むを同時にサポートするには、2つのスタックを組み合わせて実現する必要があります。
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- **プログラムのメモリ管理**。関数を呼び出すたびに、システムはスタックトップにスタックフレームを追加し、関数のコンテキスト情報を記録します。再帰関数では、下向きに再帰していく段階でプッシュが繰り返され、上向きにバックトラックする段階でポップが繰り返されます。
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@@ -1,31 +1,31 @@
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# まとめ
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### 重要なポイント
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### 要点の振り返り
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- スタックは後入れ先出し（LIFO）の原則に従うデータ構造で、配列または連結リストを使って実装できます。
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- 時間効率の観点では、スタックの配列実装の方が平均的な効率が高いです。ただし、拡張時には単一のプッシュ操作の時間計算量が$O(n)$に悪化する可能性があります。対照的に、スタックの連結リスト実装はより安定した効率を提供します。
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- 空間効率に関しては、スタックの配列実装は一定程度の空間の無駄につながる可能性があります。ただし、連結リストのノードが占有するメモリ空間は一般的に配列の要素よりも大きいことに注意することが重要です。
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- キューは先入れ先出し（FIFO）の原則に従うデータ構造で、同様に配列または連結リストを使って実装できます。キューの時間と空間効率に関する結論は、スタックと似ています。
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- 両端キュー（deque）はより柔軟なキューの種類で、両端での要素の追加と削除を可能にします。
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- スタックは後入れ先出しの原則に従うデータ構造であり、配列または連結リストで実装できます。
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- 時間効率の面では、スタックの配列実装は平均効率が高い一方、拡張時には 1 回のプッシュ操作の時間計算量が $O(n)$ まで悪化します。これに対して、スタックの連結リスト実装はより安定した効率を示します。
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- 空間効率の面では、スタックの配列実装はある程度の領域の無駄を生む可能性があります。ただし、連結リストのノードが占有するメモリは配列要素よりも大きい点に注意が必要です。
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- キューは先入れ先出しの原則に従うデータ構造であり、同様に配列または連結リストで実装できます。時間効率と空間効率の比較における結論は、前述のスタックの場合と似ています。
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- 両端キューはより高い自由度を持つキューであり、両端で要素の追加と削除を行えます。
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### Q & A
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**Q**: ブラウザの進む・戻る機能は双方向連結リストで実装されているのですか？
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**Q**：ブラウザの進む・戻るは双方向連結リストで実装されているのですか？
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ブラウザの進む・戻るナビゲーションは本質的に「スタック」概念の現れです。ユーザーが新しいページを訪問すると、そのページがスタックの先頭に追加されます。戻るボタンをクリックすると、ページがスタックの先頭からポップされます。両端キュー（deque）は、「両端キュー」の章で述べたように、いくつかの追加操作を便利に実装できます。
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ブラウザの進む・戻る機能の本質は「スタック」の表れです。ユーザーが新しいページにアクセスすると、そのページはスタックの先頭に追加されます。ユーザーが戻るボタンをクリックすると、そのページはスタックの先頭から取り出されます。両端キューを使うといくつかの追加操作を簡単に実装でき、この点は「両端キュー」の章で触れています。
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**Q**: スタックからポップした後、ポップされたノードのメモリを解放する必要がありますか？
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**Q**：ポップした後、そのノードのメモリを解放する必要はありますか？
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ポップされたノードが後で使用される場合は、そのメモリを解放する必要はありません。自動ガベージコレクションを持つJavaやPythonなどの言語では、手動のメモリ解放は必要ありません。CやC++では、手動のメモリ解放が必要です。
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後で取り出したノードを引き続き使うのであれば、メモリを解放する必要はありません。以降そのノードを使わない場合でも、`Java` や `Python` などの言語には自動ガベージコレクション機構があるため、手動でメモリを解放する必要はありません。一方、`C` と `C++` では手動でメモリを解放する必要があります。
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**Q**: 両端キューは2つのスタックを結合したもののように見えます。その用途は何ですか？
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**Q**：両端キューは 2 つのスタックをつなげたように見えますが、用途は何ですか？
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両端キューは、スタックとキューの組み合わせまたは2つのスタックを結合したもので、スタックとキューの両方のロジックを示します。したがって、スタックとキューのすべてのアプリケーションを実装でき、より大きな柔軟性を提供します。
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両端キューは、スタックとキューの組み合わせ、あるいは 2 つのスタックをつなげたもののような構造です。表しているのはスタック + キューのロジックなので、スタックとキューのすべての応用を実現でき、しかもより柔軟です。
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**Q**: 元に戻すとやり直しは具体的にどのように実装されるのですか？
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**Q**：取り消し（undo）とやり直し（redo）は具体的にどのように実装されますか？
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元に戻すとやり直しの操作は2つのスタックを使って実装されます：元に戻す用のスタック`A`とやり直し用のスタック`B`です。
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2 つのスタックを使い、スタック `A` を取り消し用、スタック `B` をやり直し用に使います。
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1. ユーザーが操作を実行するたびに、それがスタック`A`にプッシュされ、スタック`B`がクリアされます。
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2. ユーザーが「元に戻す」を実行すると、最新の操作がスタック`A`からポップされ、スタック`B`にプッシュされます。
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||||
3. ユーザーが「やり直し」を実行すると、最新の操作がスタック`B`からポップされ、スタック`A`に戻されます。
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1. ユーザーが操作を 1 つ実行するたびに、その操作をスタック `A` にプッシュし、スタック `B` を空にします。
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2. ユーザーが「取り消し」を実行したときは、スタック `A` から直近の操作をポップし、それをスタック `B` にプッシュします。
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||||
3. ユーザーが「やり直し」を実行したときは、スタック `B` から直近の操作をポップし、それをスタック `A` にプッシュします。
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