JavaScript中的算法之美——栈、队列、表
序
最近花了比较多的时间来学习前端的知识，在这个期间也看到了很多的优秀的文章，其中Aaron可能在这个算法方面算是我的启蒙，在此衷心感谢Aaron的付出和奉献，同时自己也会坚定的走前人这种无私奉献的分享精神，为编程爱好者提供一些优秀的文章
JavaScript中的栈实现
要说到栈，这里我们先将一下什么是栈，栈就是一个在计算机中特殊的数据列表，栈的特点是先进的数据最后才会被弹出来
在JavaScript中提供了可操作的方法， 入栈push,出栈pop,最先进入要最后才会弹出
栈的实现原理图大致如下，我们可以将栈理解为一个抽象的模型
接下来我们就来讲解一下JavaScript的代码实现
1、首先我们要创建一个栈的类
2、一般对于数据结构我们是要实现增、删、改、查的功能。但是对于栈来说，改这个功能是不必要实现的，因为栈由于是连续的且后进先出等因素，所以栈是没法修改的，也就是要实现增、删、查这几个功能，还要实现清空、获取栈的长度这两个功能，同时还要引入栈顶这个参数来作为栈的变化的参考标准
空栈的实现
第一种方法是直接将直接将一个function嵌套到另外一个function中，也就是第一个function相当于类，第二个function相当于方法，再结合深入学习JavaScript（二）中的知识，我们可以构建一个有public,private概念的栈
function Stack(){ this.dataStore = [] this.top = 0; this.push = push; this.pop = pop; this.peek = peek; this.length = length; return{ top:top, push:push, pop:pop, peek:peek, length:length } } function push(element){ this.dataStore[this.top++] = element; } function peek(element){ return this.dataStore[this.top-1]; } function pop(){ return this.dataStore[--this.top]; } function clear(){ this.top = 0 } function length(){ return this.top }
要注意在这里面为了保证主函数的简洁，所以将其他的一些方法的实现封装在函数的外部然后再去调用
第二种方法是通过继承的方式来实现的
function Stack(){ this.dataStore = [] this.top = 0; } Stack.prototype.push=function(element){ this.dataStore[this.top++] = element; } Stack.prototype.peek=function (element){ return this.dataStore[this.top-1]; } Stack.prototype.pop=function (){ return this.dataStore[--this.top]; } Stack.prototype.clear=function (){ this.top = 0 } Stack.prototype.length=function (){ return this.top }
这种方法没法实现像第一种方法一样可以保证方法的封闭性
由于栈的特性是先进后出，所以利用这个特性我们可以对数组来进行倒序相关的操作，比较典型的是回文
回文
回文指的是不论是从后往前还是从前往后得到的结构都是相同的
下面我们就来通过栈实现判断字符串是否为回文
完整的代码如下：
function Stack(){ this.dataStore = [] this.top = 0; this.push = push this.pop = pop this.peek = peek this.length = length; } function push(element){ this.dataStore[this.top++] = element; } function peek(element){ return this.dataStore[this.top-1]; } function pop(){ return this.dataStore[--this.top]; } function clear(){ this.top = 0 } function length(){ return this.top } function isPalindrome(word){ var s=new Stack(); for(var i=0,len=word.length;i<len;i++){ s.push(word[i]); } var rstring=""; while(s.length()>0){ rstring+=s.pop(); } if(rstring===word){ return true; }else{ return false; } } isPalindrome("123"); //false isPalindrome("12321"); //true
JavaScript中的队列实现
队列是只允许在一端进行插入操作，另一个进行删除操作的线性表，队列是一种先进先出（First-In-First-Out，FIFO）的数据结构
队列的实现思路跟栈的实现思路基本上是一样的，所以我们在这里就直接贴出代码就行了
function Queue() { this.dataStore = []; this.enqueue = enqueue; this.dequeue = dequeue; this.first = first; this.end = end; this.toString = toString; this.empty = empty; } /////////////////////////// // enqueue()方法向队尾添加一个元素： // /////////////////////////// function enqueue(element) { this.dataStore.push(element); } ///////////////////////// // dequeue()方法删除队首的元素： // ///////////////////////// function dequeue() { return this.dataStore.shift(); } ///////////////////////// // 可以使用如下方法读取队首和队尾的元素： // ///////////////////////// function first() { return this.dataStore[0]; } function end() { return this.dataStore[this.dataStore.length - 1]; } ///////////////////////////// // toString()方法显示队列内的所有元素 // ///////////////////////////// function toString() { var retStr = ""; for (var i = 0; i < this.dataStore.length; ++i) { retStr += this.dataStore[i] + "\n"; } return retStr; } //////////////////////// // 需要一个方法判断队列是否为空 // //////////////////////// function empty() { if (this.dataStore.length == 0) { return true; } else { return false; } } var q = new Queue(); q.enqueue("Aaron1"); q.enqueue("Aaron2"); q.enqueue("Aaron3"); console.log("队列头: " + q.first()); //("Aaron1"); console.log("队列尾: " + q.end()); //("Aaron3");
JavaScript中的表结构实现
虽然在JavaScript中的栈和队列都是基于数组来实现的，所以在删除元素的时候，都会涉及到对其他元素的影响，但是不论是什么语言，队列和栈都有一个十分令人讨厌的特点，不能在中间的某个位置上添加元素，这个时候我们就需要用到表结构来解决问题了
链表一般有，单链表、静态链表、循环链表、双向链表
单链表：就是很单一的向下传递，每一个节点只记录下一个节点的信息，就跟无间道中的梁朝伟一样做卧底都是通过中间人上线与下线联系，一旦中间人断了，那么就无法证明自己的身份了，所以片尾有一句话："我是好人，谁知道呢？”
静态链表：就是用数组描述的链表。也就是数组中每一个下表都是一个“节”包含了数据与指向
循环链表：由于单链表的只会往后方传递，所以到达尾部的时候，要回溯到首部会非常麻烦，所以把尾部节的链与头连接起来形成循环
双向链表：针对单链表的优化，让每一个节都能知道前后是谁，所以除了后指针域还会存在一个前指针域，这样提高了查找的效率，不过带来了一些在设计上的复杂度，总体来说就是空间换时间了
单链表，单链表的实现，我们可以看成是一个对象(包括数据+地址)，然后把这一个对象指向另外一个对象（也就是把上一个对象传递给下一个对象），这样重复下去，也就实现了我们所说的单链表，由于地址的定义是指向下一个数据的地址，但是在未添加数据的时候，我们是不知道下一个数据地址的， 所以为了克服这个问题我们可以换个思路，虽然是这样定义的，但是如果我们从后往上看，一级一级的指向上一个地址，也就是把当前链赋予下级。好了，我们来按照这个思路来实现单链表
function LinkList(){ var data={}, prev=null; return{ add:function(val){ prev={ data:val, previous:prev||null } } } } var link=LinkList(); link.add("a1"); link.add("a2"); link.add("a3");
插入节点
上面说了链表的结构对于插入数据比较方便，所以我们就来介绍一下节点的插入，节点的插入思路是：先创建一个孤立的节点，然后是遍历链表中是否存在我们所需要的data，如果没有就在最后面插入，如果有的话就在查找到的节点后面插入，在这里我们应该关注的是链表的结构，这里我们生成的链表的结构在思想上有点像递归思想
//创建节 function createNode(data) { this.data = data; this.next = null; } //初始化头部节 //从headNode开始形成一条链条 //通过next衔接 var headNode = new createNode("head"); //在链表中找到对应的节 var findNode = function createFindNode(currNode) { return function(key){ //循环找到执行的节，如果没有返回本身 while (currNode.data != key) { currNode = currNode.next; } return currNode; } }(headNode); //插入一个新节 this.insert = function(data, key) { //创建一个新节 var newNode = new createNode(data); //在链条中找到对应的数据节 //然后把新加入的挂进去 var current = findNode(key); //插入新的接，更改引用关系 //1:a-b-c-d //2:a-b-n-c-d newNode.next = current.next; current.next = newNode; };
其中最为关键的代码如下所示，这一段代码是我看过的最为精辟的代码，下面我们就来分析一下
//在链表中找到对应的节 var findNode = function createFindNode(currNode) { return function(key){ //循环找到执行的节，如果没有返回本身 while (currNode.data != key) { currNode = currNode.next; } return currNode; } }(headNode);
其中我们为了确定链表的开头，我们先定义了一个headNode的节点，然后是将一个key传进来，注意的是传进来的Key会被初始化为节点，因为方法中是有自执行的，且已经传入了headNode节点，所以传入的格式也被确定了，这个时候currNode会等于headNode+currNode
如图所示：
为什么为这样？因为headNode是一个全局变量，可以用来储存每次添加的节点，然而由于currNode也是一个全局变量并且通过currNode=currNode.next;所以会获取上一个节点的的位置，所以不论插入第几个对象都只循环两次，一次是上一个对象，另一次是这个对象，这个调试一下就清楚了
文章在这里特别感谢：Aaron
