【数据结构】Javascript中你应该知道的栈

coder_koala

发布于 2019-07-30 17:23:54

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发布于 2019-07-30 17:23:54

文章被收录于专栏：程序员成长指北程序员成长指北

每周一算法与数据结构

什么是栈

栈（stack）又名堆栈，是一种遵循后进先出（LIFO）原则的有序集合。新添加或待删除的元素都保存在栈的末尾，称作栈顶，另一端称作栈底。在栈里，新元素都靠近栈顶，旧元素都接近栈底。

现实记忆：好比我们把一摞叠起来的盘子都可以看做一个栈，我们想要拿出最底下的盘子，一定要现将上面的移走才可以。

栈结构的代码实现

在 Javascript 中我们可以使用数组的原生方法实现一个栈/队列的功能，鉴于学习目的，我们也使用类来实现一个栈，下面分别进行讲解

数组实现一个栈结构

function Stack() {

  /**
   * 用数组来模拟栈
   */
  var items = [];

  /**
   * 将元素送入栈，放置于数组的最后一位
   */
  this.push = function(element) {
    items.push(element);
  };

  /**
   * 弹出栈顶元素
   */
  this.pop = function() {
    return items.pop();
  };

  /**
   * 查看栈顶元素
   */
  this.peek = function() {
    return items[items.length - 1];
  }

  /**
   * 确定栈是否为空
   * @return {Boolean} 若栈为空则返回true,不为空则返回false
   */
  this.isAmpty = function() {
    return items.length === 0
  };

  /**
   * 清空栈中所有内容
   */
  this.clear = function() {
    items = [];
  };

  /**
   * 返回栈的长度
   * @return {Number} 栈的长度
   */
  this.size = function() {
    return items.length;
  };

  /**
   * 以字符串显示栈中所有内容
   */
  this.print = function() {
    console.log(items.toString());
  };
}

类实现一个栈结构

类实现

class Stack {

    constructor() {
        this.items = []
    }

    // 入栈
    push(element) {
         this.items.push(element)
    }

    // 出栈
    pop() {
        return this.items.pop()
    }

    // 末位
    get peek() {
        return this.items[this.items.length - 1]
    }

    // 是否为空栈
    get isEmpty() {
        return !this.items.length
    }

    // 栈长度
    get size() {
        return this.items.length
    }

    // 清空栈
    clear() {
        this.items = []
    }

    // 打印栈数据
    print() {
        console.log(this.items.toString())
    }
}

使用栈类

// 实例化一个栈
const stack = new Stack()
console.log(stack.isEmpty) // true

// 添加元素
stack.push(5)
stack.push(8)

// 读取属性再添加
console.log(stack.peek) // 8
stack.push(11)
console.log(stack.size) // 3
console.log(stack.isEmpty) // false

栈在实际开发中的应用

二进制转为十进制

/**
* decNumber 要转换的十进制数字
* base      目标进制基数
*/
function baseConverter(decNumber, base) {
    var remStack = new Stack(),
        rem,
        baseString = '',
        digits = '0123456789ABCDEF';
    white (decNumber > 0) {
        rem = Math.floor(decNumber % base);
        remStack.push(rem);
        decNumber = Math.floor(decNumber / base);
    }
    
    white(JSON.stringify(remStack) != "{}") {
        baseString += digits[remStack.pop()];
    }
    
    return baseString;
}

JS中的函数调用

栈也被用在编程语言的编译器和内存中保存变变量、函数调用。调用栈（Call Stack）

调用栈（Call Stack）是一个基本的计算机概念，这里引入一个概念：栈帧。

栈帧是指为一个函数调用单独分配的那部分栈空间。

当运行的程序从当前函数调用另外一个函数时，就会为下一个函数建立一个新的栈帧，并且进入这个栈帧，这个栈帧称为当前帧。而原来的函数也有一个对应的栈帧，被称为调用帧。每一个栈帧里面都会存入当前函数的局部变量。

调用栈.png

栈帧结构示意图

当函数被调用时，就会被加入到调用栈顶部，执行结束之后，就会从调用栈顶部移除该函数。并将程序运行权利（帧指针）交给此时栈顶的栈帧。这种后进后出的结构也就是函数的调用栈。而在JavaScript里，可以很方便的通过console.trace()这个方法查看当前函数的调用帧

说明：从上面的调用可以看出来，函数的调用也是有成本的，如果函数嵌套调用的越多所消耗的资源，栈数据也就越大

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原始发表：2019-06-28，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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