如何用JavaScript實作一個棧
- 不言原創
- 2018-07-11 16:54:124599瀏覽
這篇文章主要介紹了關於如何用JavaScript實現一個棧，有著一定的參考價值，現在分享給大家，有需要的朋友可以參考一下
什麼是棧（Stack）
堆疊是一種遵從後進先出（LIFO）原則的有序集合。
新加入的或待刪除的元素都保存在堆疊的結尾，稱為堆疊頂，另一端叫堆疊底部。
在堆疊裡，新元素都靠近棧頂，舊元素都接近棧底
現實中的範例
# #在生活中也能發現很多堆疊的例子。例如，廚房裡堆疊的盤子，總是疊在上方的先被使用；輸入框內容進行刪除時，總是最後輸入的先刪除；彈夾中的子彈，越後裝入的，越先發射.. ....
手動實作一個堆疊首先，建立一個類別來表示堆疊
function Stack () { }
我們需要選擇一個資料結構來保存堆疊裡的元素，可以選擇數組<pre class="brush:php;toolbar:false">function Stack(){
var items = []; //用来保存栈里的元素
}</pre>接下來，為堆疊添加一些方法
push(element(s)); //添加新元素到栈顶 pop(); //移除栈顶的元素，同时返回被移除的元素 peek(); //返回栈顶的元素，不对栈做任何修改 isEmpty(); //如果栈里没有任何元素就返回true，否则false clear(); //移除栈里的所有元素 size(); //返回栈里的元素个数,类似于数组的length属性
我們需要實作的第一個方法時push。用來往棧裡加入新元素，有一點很重要：方法只加到棧頂，也就是棧的末端。所以，可以這樣寫：
this.push = function (element) {
items.push(element);
}
利用數組的push方法，就可以實現在堆疊頂部末尾添加新的元素了。
接著，來實作
pop方法，用來實作移除堆疊裡的元素。棧遵從LIFO（後進先出）原則。移出去的是最後加進去的元素。因此，可以使用陣列的pop方法。
this.pop = function () {
return items.pop();
}
這樣一來，這個堆疊自然就遵從了LIFO原則現在，再來為這個堆疊添額外的輔助方法。
如果想知道堆疊裡最後加入的元素是什麼，可以用
peek方法。這個方法會回傳棧頂的元素<pre class="brush:php;toolbar:false">this.peek = function () {
return items[items.length-1];
}</pre>因為類別內部是用陣列保存元素的，所以這裡存取數組最後一個元素用
下一個要實作的方法是
isEmpty,如果堆疊為空的話，就回傳true，否則回傳false：
this.isEmpty = function () {
return items.length == 0;
}
使用isEmpty方法，就能簡單地判斷堆疊內部是否為空。
類似於陣列地length屬性，我們也可以實作堆疊地length。
this.size = function () {
return items.length;
}
因為堆疊地內部使用陣列保存元素，所以陣列地length就是堆疊的長度。
實作
clear方法，clear方法用來清空堆疊中所有的元素。最簡單的實作方法是：
this.clear = function () {
items = [];
}
其實多次呼叫pop方法也可以，但沒有這個方法來的簡單快速。
最後，為了檢查堆疊裡的內容，還需要實作一個輔助方法：
print。它會把堆疊裡的元素都輸出到控制台：
this.print = function () {
console.log(items.toString());
}
至此，我們就完整地創建了一個
堆疊!
堆疊的完整程式碼
function Stack(){
var items = []; //用来保存栈里的元素
this.push = function (element) {
items.push(element);
}
this.pop = function () {
return items.pop();
}
this.peek = function () {
return items[items.length-1];
}
this.isEmpty = function () {
return items.length == 0;
}
this.size = function () {
return items.length;
}
this.clear = function () {
items = [];
}
this.print = function () {
console.log(items.toString());
}
}
使用Stack類別
堆疊已經建立好了，我們來測試一下
var stack = new Stack(); console.log(stack.isEmpty()); //控制台输出true接下來，往堆疊裡面加入元素：
如果呼叫peek方法，很明顯將會輸出8，因為它是堆疊頂端的元素：stack.push(5); stack.push(8);
console.log(stack.peek()); //控制台输出8再增加一個元素：
stack.push(11); console.log(stack.size()); //控制台输出3我們往堆疊裡又加入了11。如果呼叫size方法，輸出為3，因為堆疊裡有三個元素（5，8和11）。如果這時候呼叫isEmpty方法，會看到輸出了false（因為此時堆疊不為空）。最後，再來往裡面加入一個元素：
stack.push(15);然後，呼叫兩次pop方法從堆疊中移除兩個元素：###
stack.pop(); stack.pop(); console.log(stack.size()); //控制台输出2 stack.print(); //控制台输出[5,8]###到這裡，整個堆疊的功能測試完成。 ######用堆疊來解決問題######使用堆疊來完成進位轉換。 ######現實生活中，我們主要用10進制，但在計算科學中，二進制非常重要，因為電腦裡所有的內容都是用二進制數字0和1來表示的。大學的電腦課都會先教進制轉換。以二進位為例：############
function pideBy2 (decNumber) {
var remStack = new Stack(),
rem,
binaryString = '';
while (decNumber>0) { //{1}
rem = Math.floor(decNumber % 2); //{2}
remStack.push(rem); //{3}
decNumber = Math.floor(decNumber / 2); //{4}
}
while (!remStack.isEmpty()) { //{5}
binaryString += remStack.pop().toString();
}
return binaryString;
}###這段程式碼裡，當結果滿足和2做整除的條件時，（行{1}），我們會得到目前結果和2的餘數，放到堆疊裡（行{2}、{3}）。然後讓結果和2做整除（行{4}）######註：JavaScript有數字型，但它不會區分時整數還是浮點數。因此，要使用Math.floor函數讓除法的運算只傳回整數部分。 ######最後，用pop方法把堆疊中的元素都移除，把出棧的元素連接成字串（行{5}）。 ######測試一下：###console.log(pideBy2(520)); //输出1000001000 console.log(pideBy2(10)); //输出1010 console.log(pideBy2(1000)); //输出1111101000###接下來，可以輕鬆的修改上面的演算法，使它能夠把十進位轉換為任何進位。除了讓十進制數字和2整除轉成二進制數，還可以傳入其他任意進制的基數作為參數，就像下面的演算法一樣：###
function baseConverter (decNumber, base) {
var remStack = new Stack(),
rem,
baseString = '';
digits = '0123456789ABCDEF'; //{6}
while (decNumber>0) {
rem = Math.floor(decNumber % base);
remStack.push(rem); //{3}
decNumber = Math.floor(decNumber / base);
}
while (!remStack.isEmpty()) {
baseString += digits[remStack.pop()]; //{7}
}
return baseString;
}
在将十进制转成二进制时，余数是0或1；在将十进制转成八进制时，余数时0-8之间的数；但是将十进制转成十六进制时，余数时0-9之间的数字加上A、B、C、D、E、F（对应10、11、12、13、14和15）。因此，需要对栈中的数字做个转化才可以（行{6}、{7}）。
来测试一下输出结果：
console.log(baseConverter(1231,2)); //输出10011001111 console.log(baseConverter(1231,8)); //输出2317 console.log(baseConverter(1231,16)); //输出4CF
显然是正确的。
小结
我们用js代码自己实现了栈。并且通过进制转换的例子来实际应用了它。栈的应用实例还有很多，比如平衡圆括号和汉诺塔。
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