Какая сложность операции pop в Stack

1️⃣ Как кратко ответить

Операция pop в структуре данных Stack имеет временную сложность O(1).

2️⃣ Подробное объяснение темы

Стек (Stack) — это абстрактная структура данных, работающая по принципу LIFO (Last In, First Out), что означает, что последний добавленный элемент будет первым удален. Основные операции, которые поддерживает стек, это push (добавление элемента) и pop (удаление элемента).

Операция pop

Операция pop удаляет верхний элемент из стека и возвращает его. Важно понимать, что в стеке доступ к элементам осуществляется только через верхний элемент, что делает операцию pop очень быстрой.

Почему сложность O(1)?

• Константное время: Операция pop выполняется за константное время O(1), потому что она не требует обхода элементов стека. Она просто удаляет элемент, который находится на вершине стека, и обновляет указатель на вершину.
• Простота реализации: В большинстве реализаций стека, таких как массивы или связные списки, операция pop просто изменяет указатель на вершину стека, что занимает постоянное время.

Пример реализации стека на основе массива

public class Stack {
    private int maxSize; // Максимальный размер стека
    private int[] stackArray; // Массив для хранения элементов стека
    private int top; // Индекс верхнего элемента стека
​
    // Конструктор для инициализации стека
    public Stack(int size) {
        this.maxSize = size; // Устанавливаем максимальный размер стека
        this.stackArray = new int[maxSize]; // Создаем массив для хранения элементов
        this.top = -1; // Инициализируем вершину стека как -1 (пустой стек)
    }
​
    // Метод для добавления элемента в стек
    public void push(int value) {
        if (top < maxSize - 1) { // Проверяем, не переполнен ли стек
            stackArray[++top] = value; // Увеличиваем индекс вершины и добавляем элемент
        } else {
            System.out.println("Stack is full"); // Сообщаем, если стек переполнен
        }
    }
​
    // Метод для удаления элемента из стека
    public int pop() {
        if (top >= 0) { // Проверяем, не пуст ли стек
            return stackArray[top--]; // Возвращаем верхний элемент и уменьшаем индекс вершины
        } else {
            System.out.println("Stack is empty"); // Сообщаем, если стек пуст
            return -1; // Возвращаем -1, если стек пуст
        }
    }
​
    // Метод для просмотра верхнего элемента стека без его удаления
    public int peek() {
        if (top >= 0) { // Проверяем, не пуст ли стек
            return stackArray[top]; // Возвращаем верхний элемент
        } else {
            System.out.println("Stack is empty"); // Сообщаем, если стек пуст
            return -1; // Возвращаем -1, если стек пуст
        }
    }
}

• Конструктор: Инициализирует стек с заданным размером, создавая массив для хранения элементов и устанавливая начальную вершину стека.
• Метод push: Добавляет элемент в стек, если он не переполнен.
• Метод pop: Удаляет и возвращает верхний элемент стека, если он не пуст. Это выполняется за O(1), так как просто уменьшается индекс вершины.
• Метод peek: Позволяет посмотреть верхний элемент без его удаления.

Таким образом, операция pop в стеке является очень эффективной и выполняется за постоянное время, что делает стек удобной структурой данных для задач, где требуется быстрое добавление и удаление элементов.