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Javascript與數(shù)據(jù)結構系列（一）——棧的實現(xiàn)

Travis / 3030人閱讀

摘要：棧的實現(xiàn)實現(xiàn)一個棧當務之急是決定存儲數(shù)據(jù)的底層數(shù)據(jù)結構。變量記錄棧頂位置被構造函數(shù)初始化為表示棧頂對應數(shù)組的起始位置。這是因為棧是空的棧頂沒有任何元素。假設想將數(shù)字轉換為以為基數(shù)的數(shù)字實現(xiàn)轉換的算法如下。

棧的實現(xiàn)

實現(xiàn)一個棧,當務之急是決定存儲數(shù)據(jù)的底層數(shù)據(jù)結構。這里采用的是數(shù)組。 我們的實現(xiàn)以定義 Stack 類的構造函數(shù)開始:

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

我們用數(shù)組 dataStore 保存棧內(nèi)元素,構造函數(shù)將其初始化為一個空數(shù)組。變量 top 記錄 棧頂位置,被構造函數(shù)初始化為 0,表示棧頂對應數(shù)組的起始位置 0。如果有元素被壓入 棧,該變量的值將隨之變化。
先來實現(xiàn) push() 方法。當向棧中壓入一個新元素時,需要將其保存在數(shù)組中變量 top 所對 應的位置,然后將 top 值加 1,讓其指向數(shù)組中下一個空位置。代碼如下所示:

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

這里要特別注意 ++ 操作符的位置,它放在 this.top 的后面,這樣新入棧的元素就被放在 top 的當前值對應的位置,然后再將變量 top 的值加 1,指向下一個位置。
pop() 方法恰好與 push() 方法相反——它返回棧頂元素,同時將變量 top 的值減 1:

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

peek() 方法返回數(shù)組的第 top-1 個位置的元素,即棧頂元素:

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

如果對一個空棧調用 peek() 方法,結果為 undefined。這是因為棧是空的,棧頂沒有任何
元素。
有時候需要知道棧內(nèi)存儲了多少個元素。length() 方法通過返回變量 top 值的方式返回棧 內(nèi)的元素個數(shù):

function length() {
    return this.top;
}

最后,可以將變量 top 的值設為 0,輕松清空一個棧:

function clear() {
    this.top = 0;
}
代碼歸納 
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;
}
棧的應用 數(shù)制間的相互轉換

可以利用棧將一個數(shù)字從一種數(shù)制轉換成另一種數(shù)制。假設想將數(shù)字 n 轉換為以 b 為基數(shù)的數(shù)字,實現(xiàn)轉換的算法如下。

最高位為 n % b,將此位壓入棧。

使用n/b代替n。

重復步驟 1 和 2,直到 n 等于 0,且沒有余數(shù)。

持續(xù)將棧內(nèi)元素彈出,直到棧為空,依次將這些元素排列,就得到轉換后數(shù)字的字符
串形式。

使用棧,在 JavaScript 中實現(xiàn)該算法就是小菜一碟。下面就是該函數(shù)的定義,可以將數(shù)字 轉化為二至九進制的數(shù)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;
}
后話 
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