JavaScript实现栈结构
一.什么是栈(stack)?
1.1.简介
首先我们需要知道数组是一种线性结构,并且可以在数组的任意位置插入和删除数据,而栈(stack)是一种受限的线性结构。以上可能比较难以理解,什么是受限制的线性结构?让我们首先来了解下栈结构的特点吧,下面就是栈的图解:
总结栈的特点就是在放入数据的过程中是先进后出,后进后出(LIFO:last in first out)
1.2.程序中的栈实现
函数调用栈:A(B(C(D))),既A函数中调用B,B调用C,C调用D;在A执行的过程中将A压入栈,随后B执行时B也被压入栈,同理C和D执行时也会被压入栈。所有当前栈的顺序是:A->B->C->D(栈顶);同时D因为在栈顶,在先执行完后,会弹出栈被释放,因此弹出栈的顺序为:D->C->B->A
递归:为什么说递归也是栈的实现方式呢?因为在递归的使用时如果未设置停止递归的条件就会造成栈溢出!因为递归也是的调用自身就是一种函数调用栈,因此如果未停止,会一直调用自身,不会把函数弹出栈,不停的将函数压入栈,最好造成栈溢出!(Stack OverFloat)
1.3.一道面试题理解栈结构
首先我们来分析题目:六个元素顺序进栈,注意只是顺序进栈,并没有说是同时进入哟,可能有进有出,如果同时岂不是考的太简单了?哈哈,是不是嘛,所有我们要根据答案来一一判断。
- A:65进栈-5出栈-4进栈出栈-3进栈出栈-6出栈-21进栈(符合入栈顺序654321)
- B:654进栈-4出栈-5出栈-3进栈出栈-2进栈出栈-1进栈出栈-6出栈(符合)
- C:6543进栈-3出栈-4出栈-6出栈(此处不符合,理论上不应该是6,6上面还有5未出栈)
- D:65432进栈-2出栈-3出栈-4出栈-1进栈出栈-5出栈-6出栈(符合)
综上所述,答案是 C
二.栈结构实现
2.1.栈的封装
首先我们先需了解栈常见的操作有哪些?
- push(element): 添加一个新元素到栈顶位置.
- pop():移除栈顶的元素,同时返回被移除的元素。
- peek():返回栈顶的元素,不对栈做任何修改(这个方法不会移除栈顶的元素,仅仅返回它)。
- isEmpty():如果栈里没有任何元素就返回true,否则返回false。
- clear():移除栈里的所有元素。
- size():返回栈里的元素个数。这个方法和数组的length属性很类似。
封装代码如下:
// 封装栈类
function Stack() {
// 栈中的属性
this.items = []
// 栈的相关操作
// 1.将元素压入栈
Stack.prototype.push = function (element) {
this.items.push(element)
}
// 2.从栈中取出元素
Stack.prototype.pop = function () {
return this.items.pop()
}
// 3.查看一下栈顶元素
Stack.prototype.peek = function () {
return this.items[this.items.length - 1]
}
// 4.判断栈是否为空
Stack.prototype.isEmpty = function () {
return this.items.length == 0
}
// 5.获取栈中元素的个数
Stack.prototype.size = function () {
return this.items.length
}
// 6.toString方法
Stack.prototype.toString = function () {
// 形式自定 1 2 3 4 5
var resultString = ''
this.items.forEach((element) => {
resultString += element + ' '
})
return resultString
}
}
测试代码:
// 栈的使用
var s = new Stack()
s.push(1)
s.push(2)
s.push(3)
s.push(4)
console.log(s.items) // [1,2,3,4]
s.pop()
console.log(s.items) // [1,2,3]
console.log(s.peek()) // 3
console.log(s.isEmpty()) // false
console.log(s.size()) // 3
console.log(s.toString()) // 1 2 3 (String)
2.2.栈结构的简单应用(十进制转二进制)
首先你必须要理解十进制转二进制的方法,除以二取余,一直除到结果为0为止。举个例子吧,把10进制的数字10转换为二进制的数字,过程大概是如下流程:
结果就是1010,就是将余数类似栈的方式依次取出来。
- 如果我们希望通过代码来实现这个过程呢?
// 封装十进制转二进制的函数
function dec2bin(decNumber) {
// 1.定义栈对象,上文封装的栈类
var stack = new Stack()
// 2.循环操作
while (decNumber > 0) {
// 2.1获取余数,并且放入栈中
stack.push(decNumber % 2)
// 2.2更新decNumber,获取整除后的结果,作为下一次运行的数字
decNumber = Math.floor(decNumber / 2)
}
// 3.从栈中取出0和1
let binaryString = ''
while (!stack.isEmpty()) {
binaryString += stack.pop()
}
return binaryString
}
测试代码:
// 测试代码
console.log(dec2bin(10)) //1010
console.log(dec2bin(100)) //1100100
三.总结
看完是否对栈结构有一个清晰的了解?记住后进先出(LIFO:last farst in out)!
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