Javascript与数据结构系列(一)——栈的实现

Vagor

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 类的构造函数开始:

function Stack() {
    this.dataStore = [];
    this.top = 0;
    this.push = push;
    this.pop = pop;
    this.peek = peek;
}

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。
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:

function 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。
pop() 方法恰好与 push() 方法相反——它返回栈顶元素,同时将变量 top 的值减 1:

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

peek() 方法返回数组的第 top-1 个位置的元素,即栈顶元素:

function 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。
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:

function length() {
    return this.top;
}

最后,可以将变量 top 的值设为 0,轻松清空一个栈:

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

代码归纳

function Stack() {
    this.dataStore = [];
    this.top = 0;
    this.push = push;
    this.pop = pop;
    this.peek = peek;
    this.clear = clear;
    this.length = length;
}

function push(element) {
    this.dataStore[this.top++] = element;
}

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

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

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

function length() {
    return this.top;
}

栈的应用

数制间的相互转换

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。

使用栈,在 JavaScript 中实现该算法就是小菜一碟。下面就是该函数的定义,可以将数字 转化为二至九进制的数字:

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;
}

后话

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各位兄弟姐妹,共勉!
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努力努力早日成为前端攻城师
正在努力学习的前端小渣渣,华中科技大学大三学生。

稳住,稳住啊!!

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