JavaScript数据结构——栈的实现与应用

  • 时间:
  • 浏览:0

  在计算机编程中,栈是五种很常见的数据型态,它遵从后进先出(LIFO——Last In First Out)原则,新再加或待删除的元素保占据 栈的同一端,称作栈顶,另一端称作栈底。在栈中,新元素有三个小劲靠近栈顶,而旧元素有三个小劲接近栈底。

  让亲戚亲戚怎样让 人来看看在JavaScript中怎样实现栈类似 数据型态。

function Stack() {

let items = [];

// 向栈再加新元素 this.push = function (element) { items.push(element); }; // 从栈内弹出有三个小元素 this.pop = function () { return items.pop(); }; // 返回栈顶的元素 this.peek = function () { return items[items.length - 1]; }; // 判断栈算是为空 this.isEmpty = function () { return items.length === 0; }; // 返回栈的长度 this.size = function () { return items.length; }; // 清空栈 this.clear = function () { items = []; }; // 打印栈内的所有元素 this.print = function () { console.log(items.toString()); }; }

  亲戚亲戚怎样让 人用最简单的方法定义了有三个小Stack类。在JavaScript中,亲戚亲戚怎样让 人用function来表示有三个小类。怎样让 亲戚亲戚怎样让 人在类似 类中定义了怎样让 方法,用来模拟栈的操作,以及怎样让 辅助方法。代码很简单,看起来一目了然,接下来亲戚亲戚怎样让 人尝试写怎样让 测试用例来看看类似 类的怎样让 用法。

let stack = new Stack();
console.log(stack.isEmpty()); // true

stack.push(5);
stack.push(8);
console.log(stack.peek()); // 8

stack.push(11);
console.log(stack.size()); // 3
console.log(stack.isEmpty()); // false

stack.push(15);
stack.pop();
stack.pop();
console.log(stack.size()); // 2
stack.print(); // 5,8

stack.clear();
stack.print(); // 

  返回结果也和预期的一样!亲戚亲戚怎样让 人成功地用JavaScript模拟了栈的实现。怎样让 这里有个小问題,怎样让 亲戚亲戚怎样让 人用JavaScript的function来模拟类的行为,怎样让 在其中声明了有三个小私有变量items,怎样让 类似 类的每个实例时会 创建有三个小items变量的副本,怎样让 有多个Stack类的实例语句,这显然时会 最佳方案。亲戚亲戚怎样让 人尝试用ES6(ECMAScript 6)的语法重写Stack类。

class Stack {
    constructor () {
        this.items = [];
    }

    push(element) {
        this.items.push(element);
    }

    pop() {
        return this.items.pop();
    }

    peek() {
        return this.items[this.items.length - 1];
    }

    isEmpty() {
        return this.items.length === 0;
    }

    size() {
        return this.items.length;
    }

    clear() {
        this.items = [];
    }

    print() {
        console.log(this.items.toString());
    }
}

  越来越 很多的改变,亲戚亲戚怎样让 人之后我用ES6的多样化语法将上面的Stack函数转再加了Stack类。类的成员变量只能中放constructor构造函数中来声明。随便说说代码看起来更像类了,怎样让 成员变量items仍然是公有的,亲戚亲戚怎样让 人不希望在类的内部管理访问items变量而对其中的元素进行操作,怎样让 从时会 破坏栈类似 数据型态的基本型态。亲戚亲戚怎样让 人都都都可否 能借用ES6的Symbol来限定变量的作用域。

let _items = Symbol();

class Stack {
    constructor () {
        this[_items] = [];
    }

    push(element) {
        this[_items].push(element);
    }

    pop() {
        return this[_items].pop();
    }

    peek() {
        return this[_items][this[_items].length - 1];
    }

    isEmpty() {
        return this[_items].length === 0;
    }

    size() {
        return this[_items].length;
    }

    clear() {
        this[_items] = [];
    }

    print() {
        console.log(this[_items].toString());
    }
}

  从前,亲戚亲戚怎样让 人就只能再通过Stack类的实例来访问其内部管理成员变量_items了。怎样让 仍然可算是变通的方法来访问_items:

let stack = new Stack();
let objectSymbols = Object.getOwenPropertySymbols(stack);

  通过Object.getOwenPropertySymbols()方法,亲戚亲戚怎样让 人都都都可否 能获取到类的实例中的所有Symbols属性,怎样让 就都都都可否 能对其进行操作了,越来越 说来,类似 方法仍然只能完美实现亲戚亲戚怎样让 人不想的效果。亲戚亲戚怎样让 人都都都可否 能使用ES6的WeakMap类来确保Stack类的属性是私有的:

const items = new WeakMap();

class Stack {
    constructor () {
        items.set(this, []);
    }

    push(element) {
        let s = items.get(this);
        s.push(element);
    }

    pop() {
        let s = items.get(this);
        return s.pop();
    }

    peek() {
        let s = items.get(this);
        return s[s.length - 1];
    }

    isEmpty() {
        return items.get(this).length === 0;
    }

    size() {
        return items.get(this).length;
    }

    clear() {
        items.set(this, []);
    }

    print() {
        console.log(items.get(this).toString());
    }
}

  现在,items在Stack类里是真正的私有属性了,怎样让 ,它是在Stack类的内部管理声明的,这就由于着分析谁都都都都可否 能对它进行操作,随便说说亲戚亲戚怎样让 人都都都可否 能将Stack类和items变量的声明中放闭包中,怎样让 从前却又抛下了类五种的怎样让 型态(如扩展类无法继承私有属性)。好多好多 ,尽管亲戚亲戚怎样让 人都都都可否 能用ES6的新语法来多样化有三个小类的实现,怎样让 毕竟只能像其它强类型语言一样声明类的私有属性和方法。有怎样让 方法都都都都可否 能达到相同的效果,但无论是语法还是性能,时会 有人个 的优缺点。

let Stack = (function () {
    const items = new WeakMap();
    class Stack {
        constructor () {
            items.set(this, []);
        }

        push(element) {
            let s = items.get(this);
            s.push(element);
        }

        pop() {
            let s = items.get(this);
            return s.pop();
        }

        peek() {
            let s = items.get(this);
            return s[s.length - 1];
        }

        isEmpty() {
            return items.get(this).length === 0;
        }

        size() {
            return items.get(this).length;
        }

        clear() {
            items.set(this, []);
        }

        print() {
            console.log(items.get(this).toString());
        }
    }
    return Stack;
})();

  下面亲戚亲戚怎样让 人来看看栈在实际编程中的应用。

进制转换算法

  将十进制数字10转再加二进制数字,过程大致如下:

  10 / 2 = 5,余数为0

  5 / 2 = 2,余数为1

  2 / 2 = 1,余数为0

  1 / 2 = 0, 余数为1

  亲戚亲戚怎样让 人将上述每一步的余数颠倒顺序排列起来,就得到转换完后 的结果:1010。

  按照类似 逻辑,亲戚亲戚怎样让 人实现下面的算法:

function divideBy2(decNumber) {
   let remStack = new Stack();
   let rem, binaryString = '';

   while(decNumber > 0) {
       rem = Math.floor(decNumber % 2);
       remStack.push(rem);
       decNumber = Math.floor(decNumber / 2);
   }

   while(!remStack.isEmpty()) {
       binaryString += remStack.pop().toString();
   }

   return binaryString;
}

console.log(divideBy2(233)); // 1110801
console.log(divideBy2(10)); // 1010
console.log(divideBy2(800)); // 111110800

  Stack类都都都可否 能自行引用本文前面定义的任意有三个小版本。亲戚亲戚怎样让 人将类似 函数再进一步抽象一下,使之都都都可否 能实现任意进制之间的转换。

function baseConverter(decNumber, base) {
    let remStack = new Stack();
    let rem, baseString = '';
    let digits = '0123456789ABCDEF';

    while(decNumber > 0) {
        rem = Math.floor(decNumber % base);
        remStack.push(rem);
        decNumber = Math.floor(decNumber / base);
    }

    while(!remStack.isEmpty()) {
        baseString += digits[remStack.pop()];
    }

    return baseString;
}

console.log(baseConverter(233, 2)); // 1110801
console.log(baseConverter(10, 2)); // 1010
console.log(baseConverter(800, 2)); // 111110800

console.log(baseConverter(233, 8)); // 351
console.log(baseConverter(10, 8)); // 12
console.log(baseConverter(800, 8)); // 1780

console.log(baseConverter(233, 16)); // E9
console.log(baseConverter(10, 16)); // A
console.log(baseConverter(800, 16)); // 3E8

  亲戚亲戚怎样让 人定义了有三个小变量digits,用来存储各进制转换时每一步的余数所代表的符号。如:二进制转换时余数为0,对应的符号为digits[0],即0;八进制转换时余数为7,对应的符号为digits[7],即7;十六进制转换时余数为11,对应的符号为digits[11],即B。

汉诺塔

  有关汉诺塔的传说和由来,读者都都都可否 能自行百度。这里有三个小和汉诺塔类似的小故事,都都都可否 能跟亲戚亲戚怎样让 人分享一下。

  1. 有三个小古老的传说,印度的舍罕王(Shirham)打算重赏国际象棋的科学科学造出和进贡者,宰相西萨·班·达依尔(Sissa Ben Dahir)。这位聪明的大臣的胃口看来并不大,他跪在国王面前说:“陛下,请您在这张棋盘的第有三个小小格内,赏给我一粒小麦;在第三个小小格内给两粒,第三格内给四粒,照从前下去,每一小格内都比前一小格加一倍。陛下啊,把从前摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧!”。“爱卿。你所求的并很多啊。”国王说道,心里为另一方对从前一件奇妙的科学造出所许下的慷慨赏诺不致破费很多而暗喜。“你当然会如愿以偿的。”说着,他令人把一袋麦子拿到宝座前。计数麦粒的工作始于了。第一格内放一粒,第二格内放两粒,第三格内放四粒,......还没到第二十格,塑料塑料塑料塑胶袋怎样让 空了。一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。怎样让 ,麦粒数一格接以各地增长得那样太快了 ,太快了 就都都都可否 能看出,即便拿来全印度的粮食,国王也兑现不了他对西萨·班·达依尔许下的诺言了,怎样让 这时要有18 446 744 073 709 551 615颗麦粒呀!

  类似 故事随便说说是有三个小数学级数问題,这位聪明的宰相所要求的麦粒数都都都可否 能写成数学式子:1 + 2 + 22 + 23 + 24 + ...... 262 + 263 

  推算出来之后我:

  

  其计算结果之后我18 446 744 073 709 551 615,这是有三个小相当大的数!怎样让 按照这位宰相的要求,时要全世界在800年内所生产的完正小麦都都都可否 满足。

  2. 另外有三个小故事也是出自印度。在世界中心贝拿勒斯的圣庙里,安放着有三个小黄铜板,板上插着一根宝石针。一根针高约1腕尺,像韭菜叶那样粗细。梵天在创造世界的完后 ,在其中的一根针上从下到中放下了由大到小的64片金片。这之后我所谓的梵塔。不论白天黑夜,时会 有三个小值班的僧侣按照梵天不渝的法则,把哪几个金片在一根针上移来移去:一次只能移一片,怎样让 要求不管在哪一根针上,小片永远在大片的上面。当所有64片都从梵天创造世界时所放的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,梵塔、庙宇和众生都将同归于尽。这随便说说之后我亲戚亲戚怎样让 人要说的汉诺塔问題,和第有三个小故事一样,要把这座梵塔完正64片金片都移到另一根针上,所时要的时间按照数学级数公式计算出来:1 + 2 + 22 + 23 + 24 + ...... 262 + 263 = 264 - 1 = 18 446 744 073 709 551 615

  一年有31 558 000秒,我希望僧侣们每一秒钟移动一次,日夜不停,节假日照常干,也时要将近5800亿年都都都可否 完成!

  好了,现在让亲戚亲戚怎样让 人来试随便说说现汉诺塔的算法。

  为了说明汉诺塔中每有三个小小块的移动过程,亲戚亲戚怎样让 人先考虑简单怎样让 的情况汇报。假设汉诺塔只能三层,借用百度百科的图,移动过程如下:

  一共时要七步。亲戚亲戚怎样让 人用代码描述如下:

function hanoi(plates, source, helper, dest, moves = []) {
    if (plates <= 0) {
        return moves;
    }
    if (plates === 1) {
        moves.push([source, dest]);
    } else {
        hanoi(plates - 1, source, dest, helper, moves);
        moves.push([source, dest]);
        hanoi(plates - 1, helper, source, dest, moves);
    }
    return moves;
}

  下面是执行结果:

console.log(hanoi(3, 'source', 'helper', 'dest'));
[
  [ 'source', 'dest' ],
  [ 'source', 'helper' ],
  [ 'dest', 'helper' ],
  [ 'source', 'dest' ],
  [ 'helper', 'source' ],
  [ 'helper', 'dest' ],
  [ 'source', 'dest' ]
]

  都都都可否 能试着将3改成大怎样让 的数,类似14,你怎样让 得到如下图一样的结果:

  怎样让 亲戚亲戚怎样让 人将数改成64呢?就像上面第三个小故事里所描述的一样。恐怕要令你失望了!这完后 我就发现你的tcp连接运行无法正确返回结果,甚至会怎样让 超出递归调用的嵌套次数而报错。这是怎样让 移动64层的汉诺塔所时要的步骤是有三个小很大的数字,亲戚亲戚怎样让 人在前面的故事中怎样让 描述过了。如亲戚怎样让 人说要实现类似 过程,类似 小tcp连接运行恐怕不能自己做到了。

  搞清楚了汉诺塔的移动过程,亲戚亲戚怎样让 人都都都可否 能将上面的代码进行扩充,把亲戚亲戚怎样让 人在前面定义的栈的数据型态应用进来,完正的代码如下:

function towerOfHanoi(plates, source, helper, dest, sourceName, helperName, destName, moves = []) {
    if (plates <= 0) {
        return moves;
    }
    if (plates === 1) {
        dest.push(source.pop());
        const move = {};
        move[sourceName] = source.toString();
        move[helperName] = helper.toString();
        move[destName] = dest.toString();
        moves.push(move);
    } else {
        towerOfHanoi(plates - 1, source, dest, helper, sourceName, destName, helperName, moves);
        dest.push(source.pop());
        const move = {};
        move[sourceName] = source.toString();
        move[helperName] = helper.toString();
        move[destName] = dest.toString();
        moves.push(move);
        towerOfHanoi(plates - 1, helper, source, dest, helperName, sourceName, destName, moves);
    }
    return moves;
}

function hanoiStack(plates) {
    const source = new Stack();
    const dest = new Stack();
    const helper = new Stack();

    for (let i = plates; i > 0; i--) {
        source.push(i);
    }

    return towerOfHanoi(plates, source, helper, dest, 'source', 'helper', 'dest');
}

  亲戚亲戚怎样让 人定义了有三个小栈,用来表示汉诺塔中的有三个小针塔,怎样让 按照函数hanoi()中相同的逻辑来移动类似 个多栈中的元素。当plates的数量为3时,执行结果如下:

[
  {
    source: '[object Object]',
    helper: '[object Object]',
    dest: '[object Object]'
  },
  {
    source: '[object Object]',
    dest: '[object Object]',
    helper: '[object Object]'
  },
  {
    dest: '[object Object]',
    source: '[object Object]',
    helper: '[object Object]'
  },
  {
    source: '[object Object]',
    helper: '[object Object]',
    dest: '[object Object]'
  },
  {
    helper: '[object Object]',
    dest: '[object Object]',
    source: '[object Object]'
  },
  {
    helper: '[object Object]',
    source: '[object Object]',
    dest: '[object Object]'
  },
  {
    source: '[object Object]',
    helper: '[object Object]',
    dest: '[object Object]'
  }
]

   栈的应用在实际编程中非常普遍,下一章亲戚亲戚怎样让 人来看看另五种数据型态:队列。