栈就是和列表类似的一种数据结构,它可用来解决计算机世界里的很多问题。栈是一种高 效的数据结构,因为数据只能在栈顶添加或删除,所以这样的操作很快,而且容易实现。 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
栈是一种特殊的列表,栈内的元素只能通过列表的一端访问,这一端称为栈顶。咖啡厅内 的一摞盘子是现实世界中常见的栈的例子。只能从最上面取盘子,盘子洗净后,也只能摞 在这一摞盘子的最上面。栈被称为一种后入先出(LIFO,last-in-first-out)的数据结构。
由于栈具有后入先出的特点,所以任何不在栈顶的元素都无法访问。为了得到栈底的元 素,必须先拿掉上面的元素。
对栈的两种主要操作是将一个元素压入栈和将一个元素弹出栈。入栈使用 push() 方法,出 栈使用 pop() 方法。图 一演示了入栈和出栈的过程。
另一个常用的操作是预览栈顶的元素。pop() 方法虽然可以访问栈顶的元素,但是调用该方 法后,栈顶元素也从栈中被永久性地删除了。peek() 方法则只返回栈顶元素,而不删除它。
栈的实现实现一个栈,当务之急是决定存储数据的底层数据结构。这里采用的是数组。
我们的实现以定义 Stack 类开始:
class Stack { constructor() { this.dataStore = []; this.top = 0; } push() { } pop() { } peek() { } clear() { } length() { } empty() { } toString(){ } }我们用数组 dataStore 保存栈内元素,构造函数将其初始化为一个空数组。变量 top 记录 栈顶位置,被构造函数初始化为 0,表示栈顶对应数组的起始位置 0。如果有元素被压入 栈,该变量的值将随之变化。
实现push方法先来实现 push() 方法。当向栈中压入一个新元素时,需要将其保存在数组中变量 top 所对 应的位置,然后将 top 值加 1,让其指向数组中下一个空位置。代码如下所示:
push(element) { this.dataStore[++this.top] = element; }这里要特别注意 ++ 操作符的位置,它放在 this.top 的后面,这样新入栈的元素就被放在 top 的当前值对应的位置,然后再将变量 top 的值加 1,指向下一个位置。
实现pop方法pop() 方法恰好与 push() 方法相反——它返回栈顶(被删除的)元素,同时将变量 top 的值减 1:
pop() { return this.dataStore[this.top--]; } 实现peek方法peek() 方法返回数组的第 top-1 个位置的元素,即栈顶元素:
peek() { return this.dataStore[this.top - 1]; }如果对一个空栈调用 peek() 方法,结果为 undefined。这是因为栈是空的,栈顶没有任何 元素。
实现length方法有时候需要知道栈内存储了多少个元素。length() 方法通过返回变量 top 值的方式返回栈内的元素个数:
length() { return this.top } 实现clear方法可以将变量 top 的值设为 0,轻松清空一个栈:
clear() { this.top = 0; } 实现empty方法empty()方法可以知道一个Stack是否是空的
empty() { return this.top === 0; } 使用Stack类解决问题 数制间的转化可以利用栈将一个数字从一种数制转换成另一种数制。假设想将数字 n 转换为以 b 为基数 的数字,实现转换的算法如下。
最高位为 n % b,将此位压入栈。
使用 n/b 代替 n。
重复步骤 1 和 2,直到 n 等于 0,且没有余数。
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
此算法只针对基数为2~9的情况
代码实现
function mulBase(num, base=2) { let tmp = new Stack(); while (num > 0) { tmp.push(num % base) num = Math.floor(num /= base); } let target = ''; while(tmp.length() > 0) { target = target + tmp.pop(); } return target; } console.log(mulBase(3,2)) // "11" console.log(mulBase(3,6)) // "6" 回文字符串的判断回文是指这样一种现象:一个单词、短语或数字,从前往后写和从后往前写都是一样的。 比如,单词“dad”、“racecar”就是回文;如果忽略空格和标点符号,下面这个句子也是回 文,“A man, a plan, a canal: Panama”;数字 1001 也是回文。
使用栈,可以轻松判断一个字符串是否是回文。我们将拿到的字符串的每个字符按从左至 右的顺序压入栈。当字符串中的字符都入栈后,栈内就保存了一个反转后的字符串,最后 的字符在栈顶,第一个字符在栈底。
function isPalindrome(word) { if (typeof word !== "string") { throw TypeError(`参数不是string类型`); } let tmp = new Stack(); for (let element of word) { tmp.push(element) } let rword = ''; while (tmp.length() > 0) { rword += tmp.pop() } console.log(rword); return word === rword; } console.log(isPalindrome("racecar")) // true console.log(isPalindrome("hello")) // false 参考资料数据结构与算法JavaScript描述