JavaScript数据结构与算法之栈的实现

什么是栈?

栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈,它是把新元素放到栈顶元素的上面,使之成为新的栈顶元素;从一个栈删除元素又称作出栈或退栈,它是把栈顶元素删除掉,使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

显示生活中也能发现很多栈的例子,如书本的堆放和取出,叠盘子等。栈也被用在编程语言的编译器和内存中保存变量、方法调用等。JavaScript的基本类型变量就保存在栈中。在计算机中,栈运用的经典例子就是保存历史记录,例如Ctrl+Z这种撤回操作的实现。

JavaScript实现栈

栈是一种先进后出的数据结构,我们最容易想到的就是JS中数组的push、pop操作。用数组保存栈结构,这是一种最简便的实现形式。另外一种就是使用对象和指针保存栈结构的形式。两者的区别是,用数组存储栈元素,在处理大量数据的时候,需要迭代整个数组,大部分方法的时间复杂度是O(n),而采用对象的形式能直接通过属性获取元素。
接来下我们分别实现两种方法,主要实现栈的以下几个主要功能:

  1. push(element): 添加元素到栈顶。
  2. pop():移除栈顶元素,同时返回被修改的元素。
  3. peek():返回栈顶元素,不对栈做任何修改。
  4. isEmpty():检查栈是否为空,返回一个Boolean值。
  5. clear():清空栈元素。
  6. size():返回栈里元素的个数。

数组存储实现

    class StackByArray {
      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;
      }
      clear(){
        this.items = []
      }
      size(){
        return this.items.length;
      }
    }

对象存储实现

    class StackByObject {
      constructor() {
        this.count = 0;
        this.items = {};
      }
      push(element) {
        this.items[this.count] = element;
        this.count++;
      }
      pop() {
        // 先判空,确定对象内是否还有该属性值
        if (this.isEmpty()) {
          return undefined;
        }
        this.count--;
        const result = this.items[this.count];
        delete this.items[this.count];
        return result;
      }
      peek() {
        return this.items[this.count - 1];
      }
      isEmpty() {
        return this.count === 0;
      }
      clear() {
        this.count = 0;
        this.items = {};
      }
      size() {
        return this.count;
      }
      // 需要手动实现toString打印
      toString(){
        if(this.isEmpty()){
          return '';
        }
        let s = `${this.items[0]}`;
        for(let i = 1;i< this.count;i++){
          s += `,${this.items[i]}`;
        }
        return s;
      }
    }
    
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