從瀏覽器到棧

 

從瀏覽器到棧

 

• 從瀏覽器到棧
  • 棧是什麼？
  • 如何實現一個棧？
  • 棧的應用
    • 表達式
    • 括號匹配
    • 瀏覽器
  • 補充

 

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棧是什麼？

說到棧咱們老是先想到 FILO(first in last out), 有沒有什麼更貼切一點的例子呢？

有了，洗盤子其實和棧很像，咱們老是從盤子的頂部拿起盤子，第一個放的盤子是最後一個拿出來的，符合FILO, 這樣咱們就能很天然地理解棧(stack)，這種數據結構咯。

如何實現一個棧？

上面咱們講了什麼是棧，那讓咱們動手實現一個吧。實現棧，咱們既能夠用數組，也能夠用鏈表。前一種叫作順序棧，後一種則是 鏈式棧.

• 代碼

  // 基於數組實現的順序棧
  class ArrayStack{
      private String[] items;
      private int count; // 棧中元素個數
      private int n;     // 棧的大小 
  
      // 初始化數組，申請一個大小爲n的數組空間
      public ArrayStack(int n){
          this.items = new String[n];
          this.n = n;
          this.count = 0;
      }
  
      // 入棧
      public boolean push(String item){
          if(count==n) return false;
          items[count] = item;
          ++count;
          return true;
      }
  
      // 出棧
      public String pop(){
          // 棧爲空，則直接返回 null
          if(count == 0) return null;
          // 返回下標爲 count-1 的數組元素
          String tmp = items[count-1];
          --count;
          return tmp;
      }
  }
  
  // 基於鏈表實現的棧
  class StackBasedOnLinkedList {
      private Node top = null;
  
      public void push(int value) {
          Node newNode = new Node(value, null);
          if (top == null) {
              top = newNode;
          } else {
              newNode.next = top;
              top = newNode;
          }
      }
  
      // -1表示棧中沒有數據
      public int pop() {
          if (top == null)
              return -1;
          int value = top.data;
          top = top.next;
          return value;
      }
  
      public void printAll() {
          Node p = top;
          while (p != null) {
              System.out.print(p.data + " ");
              p = p.next;
          }
          System.out.println();
      }
  
      private static class Node {
          private int data;
          private Node next;
  
          public Node(int data, Node next) {
              this.data = data;
              this.next = next;
          }
  
          public int getData() {
              return data;
          }
      }
  }

• 固然你還能夠本身嘗試實現一下順序棧的擴容，它的攤還時間複雜度爲O(1)。

棧的應用

表達式

關於表達式，個人第一反應是後綴表達式(逆波蘭表示法), 不過咱們今天不討論這個，先來說一講簡單的四則運算。若是咱們要計算 3 + 5×8 -6 ,如何用棧實現呢？

• 圖例
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• 分析
  如圖，咱們使用兩個棧實現。其中一個保存操做數的棧，另外一個是保存運算符的棧。咱們從左向右遍歷表達式，當遇到數字，咱們就直接壓入操做數棧；當遇到運算符，就與運算符的棧頂元素比較。若是比棧頂運算符的優先級高，就將當前運算符壓入棧；若是比棧頂元素的優先級低或者相同，從運算符棧中取棧頂運算符，從操做數的棧頂取2個操做數，而後計算，再把結果壓入操做數棧，繼續比較。

括號匹配

咱們假設表達式中只包含三種括號，圓括號(), 方括號[] , 和花括號{}, 而且他們能夠任意嵌套。那麼如何檢查他們是否合法呢？
咱們能夠用棧來保存未匹配的左括號，從左到右依次掃描字符串。當掃到左括號時，將其壓入棧中當掃描到右括號時，從棧頂取出一個左括號。若是可以匹配，則繼續掃描剩下的字符串。若是掃描的過程當中，遇到不能配對的右括號，或者棧中沒有數據，則爲非法格式。

瀏覽器

假如，咱們打開了 a,b,c 三個頁面，先從 c 回退到a, 再從 a 前進到 b，示意圖以下，運用雙棧實現。
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補充

最後，咱們思考兩個問題：

• 咱們在寫程序時會發現，程序是用函數調用棧來保存臨時變量的，爲何要用「棧」來保存臨時變量呢？用其餘的數據結構不行嗎？
• 咱們都知道，JVM內存管理中有個"堆棧"的概念。 棧內存用來存儲局部變量和方法調用，堆內存用來存儲Java中的對象。那麼JVM裏面的「棧「和咱們這裏說的棧是否是一回事呢？若是不是，那他爲何又叫作"棧"呢？