JavaScript数据结构——栈的实现与应用

  • 时间:
  • 浏览:0
  • 来源:三分时时彩_三分时时彩技巧_三分时时彩平台

  在计算机编程中,栈是四种 很常见的数据内部人员,它遵从后进先出(LIFO——Last In First Out)原则,新加进去去或待删除的元素保所处栈的同一端,称作栈顶,另一端称作栈底。在栈中,新元素一直靠近栈顶,而旧元素一直接近栈底。

  让亲们来看看在JavaScript中怎么实现栈你你类事数据内部人员。

function Stack() {

let items = [];

// 向栈加进去去新元素 this.push = function (element) { items.push(element); }; // 从栈内弹出四个元素 this.pop = function () { return items.pop(); }; // 返回栈顶的元素 this.peek = function () { return items[items.length - 1]; }; // 判断栈否是为空 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()); }; }

  亲们用最简单的最好的办法定义了四个Stack类。在JavaScript中,亲们用function来表示四个类。可是我亲们在你你类事类中定义了你类事最好的办法,用来模拟栈的操作,以及你类事辅助最好的办法。代码很简单,看起来一目了然,接下来亲们尝试写你类事测试用例来看看你你类事类的你类事用法。

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!亲们成功地用JavaScript模拟了栈的实现。可是我这里有个小大间题,可能亲们用JavaScript的function来模拟类的行为,也没有了其中声明了四个私有变量items,可是我你你类事类的每个实例都可否 创建四个items变量的副本,可能有多个Stack类的实例话语,这显然完整都可否 最佳方案。亲们尝试用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());
    }
}

  没有 没有 来很多的改变,亲们可是我用ES6的复杂性语法将后边的Stack函数转加进去了Stack类。类的成员变量都都可否 了放上constructor构造函数中来声明。着实代码看起来更像类了,可是我成员变量items仍然是公有的,亲们不希望在类的内部人员访问items变量而对其中的元素进行操作,可能另四个会破坏栈你你类事数据内部人员的基本内部人员。亲们可不需用借用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());
    }
}

  另四个,亲们就都都可否 了再通过Stack类的实例来访问其内部人员成员变量_items了。可是我仍然可不需用有变通的最好的办法来访问_items:

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

  通过Object.getOwenPropertySymbols()最好的办法,亲们可不需用获取到类的实例中的所有Symbols属性,可是我就可不需用对其进行操作了,没有 说来,你你类事最好的办法仍然都都可否 了完美实现亲们我要我的效果。亲们可不需用使用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,可是我,它是在Stack类的内部人员声明的,这就意味 谁都可不需用对它进行操作,着实亲们可不需用将Stack类和items变量的声明放上闭包中,可是我另四个却又抛下了类四种 的你类事内部人员(如扩展类无法继承私有属性)。你类事你类事,尽管亲们可不需用用ES6的新语法来复杂性四个类的实现,可是我毕竟都都可否 了像其它强类型语言一样声明类的私有属性和最好的办法。有你类事最好的办法都可不需用达到相同的效果,但无论是语法还是性能,都可否 村里人 及的优缺点。

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;
})();

  下面亲们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转加进去二进制数字,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

  亲们将上述每一步的余数颠倒顺序排列起来,就得到转换如果 的结果:1010。

  按照你你类事逻辑,亲们实现下面的算法:

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)); // 1110501
console.log(divideBy2(10)); // 1010
console.log(divideBy2(50)); // 11111050

  Stack类可不需用自行引用本文前面定义的任意四个版本。亲们将你你类事函数再进一步抽象一下,使之可不需用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)); // 1110501
console.log(baseConverter(10, 2)); // 1010
console.log(baseConverter(50, 2)); // 11111050

console.log(baseConverter(233, 8)); // 351
console.log(baseConverter(10, 8)); // 12
console.log(baseConverter(50, 8)); // 1750

console.log(baseConverter(233, 16)); // E9
console.log(baseConverter(10, 16)); // A
console.log(baseConverter(50, 16)); // 3E8

  亲们定义了四个变量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,读者可不需用自行百度。这里有四个和汉诺塔类事的小故事,可不需用跟亲们分享一下。

  1. 有四个古老的传说,印度的舍罕王(Shirham)打算重赏国际象棋的发明的故事和进贡者,宰相西萨·班·达依尔(Sissa Ben Dahir)。这位聪明的大臣的胃口看来不用说大,他跪在国王身后说:“陛下,请您在这张棋盘的第四个小格内,赏给我一粒小麦;在第八个小格内给两粒,第三格内给四粒,照另四个下去,每一小格内都比前一小格加一倍。陛下啊,把另四个摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧!”。“爱卿。你所求的不用说多啊。”国王说道,心里为个人所有对另四个一件奇妙的发明的故事所许下的慷慨赏诺不致破费没有 来很多而暗喜。“你当然会如愿以偿的。”说着,他令人把一袋麦子拿到宝座前。计数麦粒的工作开使了。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,塑胶袋可能空了。一袋又一袋的麦子被扛到国王身如果 。可是我,麦粒数一格接以各地增长得那样飞快,快一点 就可不需用看出,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,可能这需用有18 446 744 073 709 551 615颗麦粒呀!

  你你类事故事着实是四个数学级数大间题,这位聪明的宰相所要求的麦粒数可不需用写成数学式子:1 + 2 + 22 + 23 + 24 + ...... 262 + 263 

  推算出来可是我:

  

  其计算结果可是我18 446 744 073 709 551 615,这是四个相当大的数!可能按照这位宰相的要求,需用全世界在50年内所生产的完整小麦都都可否 满足。

  2. 另外四个故事也是出自印度。在世界中心贝拿勒斯的圣庙里,安放着四个黄铜板,板上插着十根宝石针。十根针高约1腕尺,像韭菜叶那样粗细。梵天在创造世界的如果 ,在其中的十根针上从下到放上下了由大到小的64片金片。这可是我所谓的梵塔。不论白天黑夜,完整都可否 四个值班的僧侣按照梵天不渝的法则,把哪些地方地方金片在十根针上移来移去:一次都都可否 了移一片,也很多求不管在哪十根针上,小片永远在大片的后边。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十根针上时,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。这着实可是我亲们要说的汉诺塔大间题,和第四个故事一样,要把这座梵塔完整64片金片都移到另十根针上,所需用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,假如僧侣们每一秒钟移动一次,日夜不停,节假日照常干,也需用将近550亿年都都可否 完成!

  好了,现在让亲们来试着实现汉诺塔的算法。

  为了说明汉诺塔中每四个小块的移动过程,亲们先考虑简单你类事的情况。假设汉诺塔都都可否 了三层,借用百度百科的图,移动过程如下:

  一共需用七步。亲们用代码描述如下:

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' ]
]

  可不需用试着将3改成大你类事的数,类事14,你可能得到如下图一样的结果:

  可能亲们将数改成64呢?就像后边第八个故事里所描述的一样。恐怕要令你失望了!这如果 让人发现你的tcp连接池池无法正确返回结果,甚至会可能超出递归调用的嵌套次数而报错。这是可能移动64层的汉诺塔所需用的步骤是四个很大的数字,亲们在前面的故事中可能描述过了。可能真要实现你你类事过程,你你类事小tcp连接池池恐怕太难做到了。

  搞清楚了汉诺塔的移动过程,亲们可不需用将后边的代码进行扩充,把亲们在前面定义的栈的数据内部人员应用进来,完整的代码如下:

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');
}

  亲们定义了四个栈,用来表示汉诺塔中的四个针塔,可是我按照函数hanoi()中相同的逻辑来移动你你这四个栈中的元素。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,下一章亲们来看看另四种 数据内部人员:队列。