JavaScript實(shí)現(xiàn)棧結(jié)構(gòu)（Stack）

一、前言

1.1.

什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是在計(jì)算機(jī)中，存儲和組織數(shù)據(jù)的方式。

例如：圖書管理，怎樣擺放圖書才能既能放很多書，也方便取？

主要需要考慮兩個(gè)問題：

操作一：新書怎么插入？操作二：怎么找到某本指定的書？

常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

數(shù)組（Aarray）棧（Stack）鏈表（Linked List）圖（Graph）散列表（Hash）隊(duì)列（Queue）樹（Tree）堆（Heap）

注意：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法與語言無關(guān)，常見的編程語言都有直接或間接的使用上述常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

1.2.什么是算法？

算法（Algorithm）的定義

一個(gè)有限指令集，每條指令的描述不依賴于語言；接收一些輸入（有些情況下不需要輸入）；產(chǎn)生輸入；一定在有限步驟之后終止；

算法通俗理解：解決問題的辦法/步驟邏輯。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，離不開算法。

二、棧結(jié)構(gòu)（Stack）

2.1.簡介

數(shù)組是一個(gè)線性結(jié)構(gòu)，并且可以在數(shù)組的任意位置插入和刪除元素。而棧和隊(duì)列就是比較常見的受限的線性結(jié)構(gòu)。如下圖所示：

棧的特點(diǎn)為先進(jìn)后出，后進(jìn)先出（LIFO：last in first out）。

程序中的棧結(jié)構(gòu)：

函數(shù)調(diào)用棧：A（B（C（D（））））：即A函數(shù)中調(diào)用B，B調(diào)用C，C調(diào)用D；在A執(zhí)行的過程中會將A壓入棧，隨后B執(zhí)行時(shí)B也被壓入棧，函數(shù)C和D執(zhí)行時(shí)也會被壓入棧。所以當(dāng)前棧的順序?yàn)椋篈->B->C->D（棧頂）；函數(shù)D執(zhí)行完之后，會彈出棧被釋放，彈出棧的順序?yàn)镈->C->B->A;

遞歸：為什么沒有停止條件的遞歸會造成棧溢出？比如函數(shù)A為遞歸函數(shù)，不斷地調(diào)用自己（因?yàn)楹瘮?shù)還沒有執(zhí)行完，不會把函數(shù)彈出棧），不停地把相同的函數(shù)A壓入棧，最后造成棧溢出（Stack Overfloat）

3.練習(xí)：

題目：

有6個(gè)元素6，5，4，3，2，1按順序進(jìn)棧，問下列哪一個(gè)不是合法的出棧順序？

A：5 4 3 6 1 2 （√）B：4 5 3 2 1 6 （√）C：3 4 6 5 2 1 （×）D：2 3 4 1 5 6 （√）

題目所說的按順序進(jìn)棧指的不是一次性全部進(jìn)棧，而是有進(jìn)有出，進(jìn)棧順序?yàn)? -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1。

解析：

A答案：65進(jìn)棧，5出棧，4進(jìn)棧出棧，3進(jìn)棧出棧，6出棧，21進(jìn)棧，1出棧，2出棧（整體入棧順序符合654321）; B答案：654進(jìn)棧，4出棧，5出棧，3進(jìn)棧出棧，2進(jìn)棧出棧，1進(jìn)棧出棧，6出棧（整體的入棧順序符合654321）; C答案：6543進(jìn)棧，3出棧，4出棧，之后應(yīng)該5出棧而不是6，所以錯(cuò)誤； D答案：65432進(jìn)棧，2出棧，3出棧，4出棧，1進(jìn)棧出棧，5出棧，6出棧。符合入棧順序；

棧常見的操作：

push（element）：添加一個(gè)新元素到棧頂位置； pop（）：移除棧頂?shù)脑兀瑫r(shí)返回被移除的元素； peek（）：返回棧頂?shù)脑兀粚Ｗ鋈魏涡薷模ㄔ摲椒ú粫瞥龡ｍ數(shù)脑兀瑑H僅返回它）； isEmpty（）：如果棧里沒有任何元素就返回true，否則返回false； size（）：返回棧里的元素個(gè)數(shù)。這個(gè)方法和數(shù)組的length屬性類似； toString（）：將棧結(jié)構(gòu)的內(nèi)容以字符串的形式返回。

2.2.封裝棧類

代碼實(shí)現(xiàn)：

// 封裝棧類 function Stack(){ // 棧中的屬性 this.items =[] // 棧的相關(guān)操作 // 1.push():將元素壓入棧 //方式一(不推薦)：給對象添加方法，其他對象不能復(fù)用 // this.push = () => { // } //方式二(推薦)：給Stack類添加方法，能夠多對象復(fù)用 Stack.prototype.push = function(element) { // 利用數(shù)組item的push方法實(shí)現(xiàn)Stack類的pop方法 this.items.push(element) } // 2.pop():從棧中取出元素 Stack.prototype.pop = () => { // 利用數(shù)組item的pop方法實(shí)現(xiàn)Stack類的pop方法 return this.items.pop() } // 3.peek():查看一下棧頂元素 Stack.prototype.peek = () => { return this.items[this.items.length - 1] } // 4.isEmpty():判斷棧是否為空 Stack.prototype.isEmpty = () => { // 兩個(gè)小時(shí)的教訓(xùn)啊不是this.length(不是Stack對象的length，Stack類沒有l(wèi)ength屬性啊)，而是 Stack類中定義的數(shù)組items才有l(wèi)ength屬性呀 return this.items.length == 0 } // 5.size():獲取棧中元素的個(gè)數(shù) Stack.prototype.size = () => { return this.items.length } // 6.toString():以字符串形式輸出棧內(nèi)數(shù)據(jù) Stack.prototype.toString = () => { //希望輸出的形式：20 10 12 8 7 let resultString = ’’ for (let i of this.items){ resultString += i + ’ ’ } return resultString } }

測試代碼：

// 棧的使用 let s = new Stack() s.push(20) s.push(10) s.push(100) s.push(77) console.log(s) //65 console.log(s.pop()); //68 console.log(s.pop()); //69 console.log(s.peek()); //71 console.log(s.isEmpty()); //72 console.log(s.size()); //74 console.log(s.toString()); //75

測試結(jié)果：

棧結(jié)構(gòu)的簡單應(yīng)用：

利用棧結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)封裝十進(jìn)至轉(zhuǎn)換為二進(jìn)至的函數(shù)：

//簡單應(yīng)用： //封裝函數(shù)：將十進(jìn)制轉(zhuǎn)成二進(jìn)制(十轉(zhuǎn)二的運(yùn)算最后倒敘取余的特點(diǎn)符合棧’先進(jìn)后出’) let dec2bin = decNumber => { //1.定義一個(gè)棧對象，保存余數(shù) var stack = new Stack() // 2.循環(huán)操作 while(decNumber > 0){ // 2.1.獲取余數(shù)并放入棧中 stack.push(decNumber % 2) // 2.2.獲取整除后的結(jié)果作為下一次運(yùn)算的數(shù)字(floor:向下取整) decNumber = Math.floor(decNumber / 2) } // 3.從棧中取出0和1 let binaryString = ’’; let a = stack.items.length while(stack.items.length != 0){ binaryString += stack.pop(); } return binaryString; } //測試代碼 console.log(dec2bin(10)); //103 console.log(dec2bin(100)); //104 console.log(dec2bin(1000)); //105

測試結(jié)果：

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持好吧啦網(wǎng)。