Stack(栈)-Swift实现与斐波那契数列的应用

  • 定义

仅可以在尾端(栈顶)进行插入和删除的线性表,称为栈。

  • 特点

栈拥有栈底和栈顶,只许在栈顶就行插入和删除操作,栈内元素进出的原则为“LIFO-后进先出”。
插入,也可称作进栈(即push操作);
删除,也称出栈(即pop操作);
只可以查看栈顶元素(及peek操作);

  • 应用

1.浏览器浏览记录的前进与后退;

2.计算机内部的调用栈;
当调用方法 meetA() 后,计算机将为 meetA() 方法分配一块内存后,打印1,执行2后,在 meetA()内存的基础上,重新分配一块内存,打印3,后释放执行2分配的内存,接着打印4,执行5,在 meetA()内存的基础上,在重新分配一块内存(这时meetB调用而产生的内存,已经不再了),打印6后,释放执行5分配的内存,接着重新回到meetA执行完毕,释放分配的内存。这个过程就是调用栈。

func meetA(_ name: String) {
  //1
   print("hello, \(name)!")
  //2
   meetB(name)
  //4
  print("time to say bye..")
  //5
   bye()
}
func meetB(_ name: String) {
   //3
   print("how are you \(name)?")
}
func bye() {
  //6
   print("Bye Bye!")
}

3.递归调用栈;
递归调用栈,类似2中方法调用栈,只不过是方法自己调用自己。下面举一个“斐波那契数列”实现的例子(具体请去百度)

func getCount(_ count: Int) -> Int {
    //基线条件或递归退出条件
    if count == 1 {
        return 1
    }else if count == 0 {
        return 0
    //分解问题,直到符合基线条件(缩小范围)
    }else {
        return getCount(count - 1) + getCount(count - 2)
    }
}
//10个月后共55对兔子
let count  = getCount(10)
  • Swift代码实现

struct Stack<T> {
    fileprivate var array: [T] = []
    
    //入栈
    mutating func push(_ element: T) {
        array.append(element)
    }
    //出栈
    mutating func pop() -> T? {
        return array.popLast()
    }
    //查看栈顶元素
    func peek() -> T? {
        return array.last
    }
    //判断是否为空栈
    var isEmpty: Bool {
        return array.isEmpty
    }
    //栈内元素个数
    var count: Int {
        return array.count
    }
}

注意:

通过数组实现栈,当入栈时一定是在数组的末尾插入新的元素,出栈的时候也是一样的,因为这样进出栈的操作的时间复杂度为O(1)。如果在数组的头进行进出栈操作,时间复杂度为O(n),因为需要将数组内的元素迁前移或后移。

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