這篇文章主要介紹JavaScript如何實(shí)現(xiàn)棧結(jié)構(gòu)Stack過(guò)程,文中介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們一定要看完!
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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(chǔ)和組織數(shù)據(jù)的方式。
例如:圖書(shū)管理,怎樣擺放圖書(shū)才能既能放很多書(shū),也方便取?
主要需要考慮兩個(gè)問(wèn)題:
操作一:新書(shū)怎么插入?操作二:怎么找到某本指定的書(shū)?
常見(jiàn)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(shù)(Tree)堆(Heap)
注意:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法與語(yǔ)言無(wú)關(guān),常見(jiàn)的編程語(yǔ)言都有直接或間接的使用上述常見(jiàn)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(lài)于語(yǔ)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(wèn)題的辦法/步驟邏輯。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn),離不開(kāi)算法。
二、棧結(jié)構(gòu)(Stack)
2.1.簡(jiǎn)介
數(shù)組是一個(gè)線(xiàn)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(jiàn)的受限的線(xiàn)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(guò)程中會(huì)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(huì)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(huì)彈出棧被釋放,彈出棧的順序?yàn)镈->C->B->A;
遞歸:為什么沒(méi)有停止條件的遞歸會(huì)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(méi)有執(zhí)行完,不會(huì)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(wèn)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(shuō)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(jiàn)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?,同時(shí)返回被移除的元素;
peek():返回棧頂?shù)脑?,不?duì)棧做任何修改(該方法不會(huì)移除棧頂?shù)脑?,僅僅返回它);
isEmpty():如果棧里沒(méi)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(lèi)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(lèi)
代碼實(shí)現(xiàn):
// 封裝棧類(lèi) 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(duì)象添加方法,其他對(duì)象不能復(fù)用 // this.push = () => { // } //方式二(推薦):給Stack類(lèi)添加方法,能夠多對(duì)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(lèi)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(lèi)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(duì)象的length,Stack類(lèi)沒(méi)有l(wèi)ength屬性啊),而是 Stack類(lèi)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(cè)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(cè)試結(jié)果:
棧結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)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(jiǎn)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(duì)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(cè)試代碼 console.log(dec2bin(10)); //103 console.log(dec2bin(100)); //104 console.log(dec2bin(1000)); //105
測(cè)試結(jié)果:
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