javascript数据结构——栈

　　栈是一种高效的数据结构，数据只能在栈顶添加或删除，所以这样操作很快，也很容易实现。栈的使用遍布程序语言实现的方方面面，从表达式求值到处理函数调用。接下来，用JavaScript实现一个栈的数据结构。

定义栈的操作

　　栈作为一种特殊的列表，只能从一端来进行访问，就像一摞盘子，放只能放在上面，拿也只能从上面拿，所以栈是一种先入后出的一种数据结构。因为栈的这种特点，栈中任意不在栈顶的元素都无法访问，为了得到栈底的元素，必须把该元素之上的元素拿掉，把栈底的元素暴露在栈顶。栈还可以清空其内所有元素，也可以记录栈内元素的个数。

　　综上，我们定义几个操作栈的方法。

• push()    把元素添加到栈顶
• pop()     把元素从栈顶删除
• peek()    返回栈顶的元素
• clear()    清空栈内元素
• length()    栈内元素的个数

 

栈的实现

　　实现栈，底层的数据结构采用数组，以定义栈的构造函数开始；

function Stack() {
    this.dataStore = [];         //用来保存栈内元素的数组
    this.top = 0;                   //top用来记录栈顶位置，初始化为0
    this.push = push;
    this.pop = pop;
    this.peek = peek;
    this.clear = clear;
    this.length = length;
}

 

 

　　接下来实现push(),pop(),peek(),clear()和length()。

• push()方法是，当向栈顶添加一个新元素时，在数组的记录栈顶的位置的top的位置添加这个值，添加完成top需要加1；
• pop()正好与push()相反，需要top减1，但同时减1之后返回top位置的值，即已删除元素；
• peek()直接返回数组top-1位置的元素，即栈顶元素就可以了；
• clear() 直接把top值赋为0，直接清空栈；
• length()直接返回top的值，栈顶位置即栈内元素个数

　　看代码……

function push(element) {
    this.dataStore[this.top++] = element;   // 先在top位置加入元素，之后top加1
}

function pop() {
    return this.dataStore[--this.top];   // top先减1，然后返回top位置的元素
}

function peek() {
    return this.dataStore[this.top - 1];
}

function clear() {
    this.top = 0;
}

function length() {
    return this.top;
} 

 

栈的测试

　　测试一下刚刚定义的栈。

const s = new Stack();
s.push('hello');
s.push('world');
s.push('javascript');
console.log(`栈内元素个数：${s.length()}`);
console.log(`栈顶元素为：${s.peek()}`);
let popped = s.pop();
console.log(`删掉的元素是：${popped}`);
console.log(`现在的栈顶元素是：${s.peek()}`);
s.push('vue');
console.log(`push后的栈顶元素：${s.peek()}`);
s.clear();
console.log(`清空后的长度：${s.length()}`);
s.push('react');
console.log(s.peek());

 

　　借助node命令行，查看以上代码执行结果。

　　正是预期的结果。 

 

栈的应用 

　　下面把栈这种数据结构应用起来解决一些问题。有一些问题特别适合用栈来解决。比如进制转化。

　　可以利用栈将一个数字从一种数制转化成另一种数制，例如数字n转换为以b(b为2~9)进制数。转换算法如下。

1. 最高位为 n % b，将此位压入栈。

2. 使用 n/b 代替 n。

3. 重复步骤 1 和 2，直到 n 等于 0，且没有余数。

4. 持续将栈内元素弹出，直到栈为空，依次将这些元素排列，就得到转换后数字的字符串形式。 

　　下面代码实现该算法。

function mulBase(num, base) {
    var s = new Stack();
    do {
        s.push(num % base);
        num = Math.floor(num /= base);
    } while (num > 0);
    var converted = "";
    while (s.length() > 0) {
        converted += s.pop();
    }
    return converted;
}

let num1 = mulBase(125, 5);
let num2 = mulBase(87, 2);

console.log(`125转成5进制：${num1}`);
console.log(`87转成2进制：${num2}`);

 输出结果为

 

 栈是一种比较简单的数据结构，关于栈的内容就写这么多吧！