JavaScript數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之棧詳解

更新時間：2015年03月12日 10:08:08 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了JavaScript數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之棧詳解,本文講解了對棧的操作、對棧的實現(xiàn)實例等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

在上一篇博客介紹了下列表，列表是最簡單的一種結(jié)構(gòu)，但是如果要處理一些比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，列表顯得太簡陋了，所以我們需要某種和列表類似但是更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)---棧。棧是一種高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因為數(shù)據(jù)只能在棧頂添加或刪除，所以這樣操作很快，而且容易實現(xiàn)。

一：對棧的操作。

棧是一種特殊的列表，棧內(nèi)的元素只能通過列表的一端訪問，這一端陳為棧頂。比如餐館里面洗盤子，只能先洗最上面的盤子，盤子洗完后，也只能螺到這一摞盤子的最上面。棧被稱為 "后入先出"（LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

由于棧具有后入先出的特點，所以任何不在棧頂?shù)脑囟紵o法訪問，為了得到棧低的元素，必須先拿掉上面的元素。我們可以對棧的兩種主要操作是將一個元素壓入棧和將一個元素彈出棧。入棧我們可以使用方法push（）方法，出棧我們使用pop（）方法。pop（）方法雖然可以訪問棧頂?shù)脑兀钦{(diào)用該方法后，棧頂元素也就從棧中被永久性的刪除了。另一個我們很常用的方法是peek（），該方法只返回棧頂元素，而不刪除它。

入棧和出棧的實列圖如下：

push(),pop()和peek（）是棧的三個主要方法，但是棧還有其他方法和屬性。如下：

clear（）：清除棧內(nèi)的所有元素。

length(): 記錄棧內(nèi)元素的個數(shù)。

二：對棧的實現(xiàn)如下：

我們可以先實現(xiàn)棧類的方法開始；如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

  function Stack() {

      this.dataStore = [];

      this.top = 0;

  }

如上：dataStore 是保存棧內(nèi)的所有元素。變量top記錄棧頂?shù)奈恢茫跏蓟癁?. 表示棧頂對應(yīng)數(shù)組的起始位置為0，如果有元素被壓入棧。該變量值將隨之變化。

我們還有如下幾個方法：push(), pop(), peek(),clear()，length();

1. push()方法；當(dāng)向棧內(nèi)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(yīng)的位置，然后top值加1，讓其指向數(shù)組中下一個位置。如下代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

function  push(element) {

     this.dataStore[this.top++] = element;

}

2. pop()方法與push（）方法相反---它返回棧頂元素，同時將top值減1.如下代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

   function pop(){

       return this.dataStore[--this.top];

   }

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

復(fù)制代碼代碼如下:

    function peek(){

        return this.dataStore[this.top - 1];

    }

4. length()方法有時候我們要知道棧內(nèi)有多少個元素，我們可以通過返回變量top值的方式返回棧內(nèi)的元素個數(shù)，如下代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

     function length(){

         return this.top;

     }

5. clear(); 有時候我們要清空棧，我們將變量top值設(shè)為0；如下代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

function clear() {

this.top = 0;

}

如下所有代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

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

Stack.prototype = {

    // 向棧中壓入一個新元素
    push: function(element) {
        this.dataStore[this.top++] = element;
    },
    // 訪問棧頂元素，棧頂元素永久的被刪除了
    pop: function(){
        return this.dataStore[--this.top];
    },
    // 返回數(shù)組中的 top-1 個位置的元素，即棧頂元素
    peek: function(){
        return this.dataStore[this.top - 1];
    },
    // 棧內(nèi)存儲了多少個元素
    length: function(){
        return this.top;
    },
    // 清空棧
    clear: function(){
        this.top = 0;
    }
};

demo實例如下：

var stack = new Stack();
stack.push("a");
stack.push("b");
stack.push("c");
console.log(stack.length()); // 3
console.log(stack.peek()); // c

var popped = stack.pop();
console.log(popped); // c

console.log(stack.peek()); // b

stack.push("d");

console.log(stack.peek()); // d

stack.clear();

console.log(stack.length()); // 0

console.log(stack.peek()); // undefined

下面我們可以實現(xiàn)一個階乘函數(shù)的遞歸定義；比如5！的階乘 5！= 5 * 4 * 3 * 2 * 1；

如下代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

function fact(n) {

    var s = new Stack();

    while(n > 1) {

        s.push(n--);

    }

    var product = 1;

    while(s.length() > 0) {

        product *= s.pop();

    }

    return product;

}

console.log(fact(5));

上面的代碼含義是：先數(shù)字5傳入函數(shù)，使用while循環(huán)，每次自減1的之前，把自己使用棧的函數(shù)push（）壓入棧內(nèi)，直到變量n 小于 1為止。然后定義一個變量product；通過棧的length()的方法判斷是否大于0 且每次執(zhí)行 product* = s.pop(); pop()方法返回棧頂元素，且從棧中刪掉該元素。所以每次執(zhí)行一次，就刪掉一個元素，直到s.length() <= 0 為止。所以 product = 5*4*3*2*1 .等操作。

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