【前端數據結構基礎】棧

前言

棧是一種高效的數據結構，由於數據只能在棧頂添加或刪除，因此這樣的操做很快且很容易實現。

1、什麼是棧

棧是一種特殊的列表，棧內的元素只能經過列表的一端訪問，這一端稱之爲棧頂。
棧被稱爲一種後入先出（LIFO，last-in-first-out）的數據結構。
因爲棧具備後入先出的特色，因此任何不在棧頂的元素都沒法訪問，咱們必須先拿掉上面的元素才能訪問其棧底的元素。
對棧的主要操做是將一個元素壓入棧和將一個元素彈出棧，入棧使用push()方法，出棧使用pop()方法。

2、構造棧數據結構

咱們將使用JavaScript實現棧結構，各部分功能使用註釋說明。
存儲數據咱們使用的是數組。

/**
 * Stack 構造方法
 */
function Stack () {
  this.dataStore = []
  this.top = 0
  this.push = push
  this.pop = pop
  this.peek = peek
  this.clear = clear
  this.length = length
}

/**
 * push() 該方法用於向棧壓入元素
 * 向棧中壓入一個新元素，將其保存在數組中變量top所對應的位置
 * 而後將 top + 1 讓其指向數組中下一個空位置
 * @param {*} element
 */
function push (element) {
  this.dataStore[this.top++] = element
}

/**
 * pop() 該方法用於從棧頂推出元素
 * 返回棧頂元素，同時將變量top - 1
 */
function pop () {
  return this.dataStore[--this.top]
}

/**
 * peek() 該方法用於返回數組的第 top - 1 個位置的元素
 */
function peek () {
  return this.dataStore[this.top - 1]
}

/**
 * length() 該方法用於獲取棧的長度
 * 返回當前top值便可得到棧內元素個數
 */
function length () {
  return this.top
}

/**
 * clear() 該方法用於清空棧
 * 將top設爲0
 */
function clear () {
  this.top = 0
}

3、棧的應用

數制間的相互轉換

咱們能夠利用棧將一個數字從一種數制轉換爲另外一種數制。
假設想將數字n轉換爲以b爲基數的數字，實現的算法以下：

1. 最高位爲 n%b，將此位壓入棧。
2. 使用 n/b 代替n。
3. 重複步驟1和2，直到n等於0，且沒有餘數。
4. 持續將棧內元素彈出，直到棧空，依次將這些元素排列便可。

此算法只針對基數爲2-9的狀況
代碼實現以下：

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

迴文

使用棧，咱們能夠判斷一個字符串是否爲迴文。
字符串完整壓入棧內後，經過持續彈出棧中的每個字母就能夠獲得一個新的字符串，該字符串恰好與原來的字符串順序相反。咱們只須要比較兩個字符串便可。若是相等，就是一個迴文。

function isPalindrome (word) {
  let s = new Stack()
  for (let i = 0; i < word.length; ++i) {
    s.push(word[i])
  }
  let rword = ''
  while (s.length() > 0) {
    rword += s.pop()
  }
  if (word == rword) {
    return true
  } else {
    return false  
  }
}

結束語

以上就是對JavaScript實現棧的介紹。

參考資料：數據結構與算法JavaScript描述 第4章 棧