JavaScript实现栈结构详细过程

2024-04-02 19:55

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一、认识栈结构

我们知道数组是一种常见的数据结构，并且可以在数组的任意位置插入和删除数据，但是有时候，我们为了实现某些功能，必须对这种任意性加以限制，而栈和队列就是比较常见的受限的数据结构，我们先来看看栈。
栈（stack),它是一种受限的线性表，后进先出（LIFO）

其限制性是允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶，相对的，把另一端，称为栈底。
LIFO（last in first out）表示就是后进入的元素，第一个弹出栈空间。
向一个栈中插入一个新元素又称作进栈、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者退栈，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。

其结构图如下所示：

生活中类似于栈的

例如：当我们敲代码时，如果发生错误需要删除，那么最先敲上去的是最后被删除的。

接下来我们就一起来实现一下栈结构的封装，将采用的方式是基于数组实现的。

二、栈结构封装

首先创建一个类封装栈结构，如下：


function Stack(){
            
        }

在其内部添加属性和方法，将数组通过属性的方法添加给该类。然后采用原型的方法添加常用的操作。

栈常用的操作有：

push(element)：添加一个新元素到栈顶位置。
pop() ：移除栈顶的元素
peek( ) ：返回栈顶的元素，不对栈做任何修改
isEmpty() ：判断栈是否空，如果栈里没有任何元素，则返回true，否则返回false
size() ：返回栈里的元素个数
toString() ：将栈结构的内容以字符形式返回

接下来，我们就来将他们一一实现：


 function Stack(){
     this.items = [];
     // 添加一个新元素到栈顶位置。push()
     Stack.prototype.push = function(element){
        this.items.push(element);
     }
      // 移除栈顶的元素pop()
     Stack.prototype.pop = function(){
         return this.items.pop();
     }
     //  返回栈顶的元素，不对栈做任何修改peek()
     Stack.prototype.peek = function(){
         return this.items[this.items.length-1];
     }
     // 判断栈是否空isEmpty()
     Stack.prototype.isEmpty = function(){
         if(this.items.length == 0){
             return true;
         }else {
             return false;
         }
     }
     // 返回栈里的元素个数size()
     Stack.prototype.size = function(){
         return this.items.length;
     }
     // 将栈结构的内容以字符形式返回toString()
     Stack.prototype.toString = function(){
         var str = '';
         for(var i =0;i<this.items.length;i++){
             str += this.items[i] + ' ';
         }
         return str;
     }
 }

注意：这里为什么要通过原型的方式添加呢？是因为通过该方法添加的方法是添加在类上的，而如果直接通过this来添加，是添加到具体的实例对象上的，会造成浪费内存的情况。

最后进行验证。代码如下：


var stack = new Stack();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);
stack.push(4);
stack.push(5);
console.log(stack);
console.log('移除的栈顶元素是：'+stack.pop());
console.log('栈顶元素为：'+stack.peek());
console.log('栈是否为空：'+stack.isEmpty());
console.log('栈里的元素个数是：'+stack.size());
console.log('栈结构的内容是：');
console.log(stack.toString());

输出结果为：

构建成功。
接下来来看一个实例！

三、十进制转化为二进制

如何实现十进制转化为二进制呢？

要把十进制转化成二进制，我们可以将该十进制数字和2整除，将得到的余数压入栈中，直到结果是0为止，最后在将得到的栈中元素依次出栈，得到最终结果，

如下图所示：

具体代码为：


 function Stack(){
     this.items = [];
     //入栈
     Stack.prototype.push = function(element){
         this.items.push(element);
     }
     //出栈
     Stack.prototype.pop = function(){
         return this.items.pop();
     }
     //判断栈是否为空
     Stack.prototype.isEmpty = function(){
         if(this.items.length == 0){
             return true;
         }else{
             return false;
         }
     }
 }
 function decToBin(decNumber){
      var stack = new Stack;
      while(decNumber>0){
          //获取余数，放入栈中
          stack.push(decNumber%2);
          //获取新的除数
          decNumber = Math.floor(decNumber/2);
      }
      //获取栈顶元素
      var str = '';
      while(!stack.isEmpty()){
          str += stack.pop();
      }
      return str;
  }
 console.log('100转化成二进制是：'+decToBin(100));
 console.log('50转化成二进制是：'+decToBin(50));
 console.log('20转化成二进制是：'+decToBin(20));
 console.log('34转化成二进制是：'+decToBin(34));

输出结果为：