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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)就是在計算機中，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)
• 「?！?Stack)
• 「鏈表」(Linked List)
• 「圖」(Graph)
• 「散列表」(Hash)
• 「隊列」(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)的實現(xiàn)，離不開算法。

二、棧結(jié)構(gòu)(Stack)

2.1.簡介

數(shù)組是一個線性結(jié)構(gòu)，并且可以在數(shù)組的「任意位置」插入和刪除元素。而「棧和隊列」就是比較常見的「受限的線性結(jié)構(gòu)」。如下圖所示：

image-20200226131817102

棧的特點為「先進后出，后進先出」(LIFO：last in first out)。

「程序中的棧結(jié)構(gòu)：」

• 「函數(shù)調(diào)用?！梗篈(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B也被壓入棧，函數(shù)C和D執(zhí)行時也會被壓入棧。所以當前棧的順序為：A->B->C->D(棧頂);函數(shù)D執(zhí)行完之后，會彈出棧被釋放，彈出棧的順序為D->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(因為函數(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：題目：有6個元素6，5，4，3，2，1按順序進棧，問下列哪一個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棧指的不是一次性全部進棧，而是有進有出，進棧順序為6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1。

解析：

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

「棧常見的操作：」

• push(element)：添加一個新元素到棧頂位置;
• pop()：移除棧頂?shù)脑?，同時返回被移除的元素;
• peek()：返回棧頂?shù)脑?，不對棧做任何修?該方法不會移除棧頂?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()：返回棧里的元素個數(shù)。這個方法和數(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 = () => {
  
  
  
  
      // 兩個小時的教訓啊不是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：」

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「棧結(jié)構(gòu)的簡單應(yīng)用：」

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

 
 
 
 

  
  
  
  
//簡單應(yīng)用：
  
  
  
  
    //封裝函數(shù)：將十進制轉(zhuǎn)成二進制(十轉(zhuǎn)二的運算最后倒敘取余的特點符合棧'先進后出')
  
  
  
  
    let dec2bin = decNumber => {
  
  
  
  
      //1.定義一個棧對象，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：」

image-20200305205547226

新聞名稱：JavaScript實現(xiàn)棧結(jié)構(gòu)（Stack）
網(wǎng)站網(wǎng)址：http://uogjgqi.cn/article/cojidds.html