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每周一練 之 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法(Stack)

發(fā)布時間:2020-08-20 01:06:49 來源:腳本之家 閱讀:151 作者:pingan8787 欄目:web開發(fā)

最近公司內(nèi)部在開始做前端技術(shù)的技術(shù)分享,每周一個主題的 每周一練,以基礎(chǔ)知識為主,感覺挺棒的,跟著團隊的大佬們學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)一些知識,新人也可以多學(xué)習(xí)一些知識,也把團隊內(nèi)部學(xué)習(xí)氛圍營造起來。

我接下來會開始把每周一練的題目和知識整理一下,便于思考和鞏固,就像今天這篇開始。

學(xué)習(xí)的道路,很漫長,要堅持,希望大家都能掌握自己喜歡的技術(shù),和自己需要的技術(shù)。

本周練習(xí)內(nèi)容:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 —— Stack

這些都是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法,一部分方法是團隊其他成員實現(xiàn)的,一部分我自己做的,有什么其他實現(xiàn)方法或錯誤,歡迎各位大佬指點,感謝。

一、棧有什么特點,生活中有什么例子?

  1. 棧( stack )又稱堆棧,是一種后進先出的有序集合,其中一端為棧頂,另一端為棧底,添加元素(稱為壓棧/入?;蜻M棧)時,將新元素壓入棧頂,刪除元素(稱為出?;蛲藯#r,將棧底元素刪除并返回被刪除元素。
  2. 特點:先進后出,后進先出。
  3. 例子:一疊書、一疊盤子。

 每周一練 之 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法(Stack)

二、實現(xiàn)一個棧,并實現(xiàn)下面方法

  1. push(element):添加一個新元素到棧頂。
  2. pop():移除棧頂?shù)脑?,同時返回被移除的元素。
  3. peek():返回棧頂?shù)脑?,不對棧做任何修?(這個方法不會移除棧頂?shù)脑兀瑑H僅返回它)。
  4. isEmpty():如果棧沒有任何元素就返回 true,否則返回 false。
  5. clear():移除棧里面的所有元素。
  6. size():返回棧里的元素個數(shù)。這個方法與數(shù)組的 length 屬性類似。

方法1:ES6實現(xiàn)

class Stack {
  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
  }
}

上面實現(xiàn)的方式雖然簡單,但是內(nèi)部 items 屬性是公共的,為了滿足面向?qū)ο笞兂伤接行缘脑瓌t,我們應(yīng)該讓 items 作為私有屬性,因此我們可以使用 ES6 中 Symbol 或 WeakMap 來實現(xiàn):

方法2:使用 ES6 的 Symbol 基本數(shù)據(jù)類型實現(xiàn)
知識點復(fù)習(xí):ES6 中的 Symbol 介紹

const _items = Symbol()
class Stack {
  constructor (){
    this[_items] = []
  }
  push (element){
    this[_items].push(element)
  }
  // 剩下方法和第一種實現(xiàn)的差不多,這里省略
  // 只要把前面方法中的 this.items 更改為 this[_items]
}

 方法3:使用 ES6 的 WeakMap 實現(xiàn)

知識點復(fù)習(xí):ES6 中的 WeakMap 介紹

 

const items = new WeakMap()
class Stack {
  constructor (){
    items.set(this, [])
  }
  push (element){
    let item = items.get(this)
    item.push(element)
  }
  // 剩下方法和第一種實現(xiàn)的差不多,這里省略
  // 只要把前面方法中的獲取 this.items 的方式,更改為 items.get(this) 獲取
}

 三、編寫一個函數(shù),實現(xiàn)十進制轉(zhuǎn)二進制

題目意思很簡單,就是十進制轉(zhuǎn)二進制,但是在實際工作開發(fā)中,我們更愿意實現(xiàn)的是任意進制轉(zhuǎn)任意進制,不過呢,我們還是以解決問題為首要目標(biāo)呀。

當(dāng)然,業(yè)務(wù)需求可以直接使用 toString(2) 方法,但是為了練習(xí),咱還是不這么用咯。

方法1:使用前面定義的 Stack 類

這里使用前面題目中定義的 Stack 類。

/**
 * 十進制轉(zhuǎn)換為二進制
 * @param {Number} bit 
 */
function bitset (bit){
  if(bit == 0) return '0'
  if(!/^[0-9]+.?[0-9]*$/.test(bit)){
    return new Error('請輸入正確的數(shù)值!')
  }

  let stack = new Stack(), result = ''
  while (bit > 0){
    stack.push(bit % 2)
    bit = Math.floor(bit / 2)
  }
  while (!stack.isEmpty()){
    result += stack.pop().toString()
  }
  return result

}

方法2:簡單實現(xiàn)

下面這個方法,其實不太好,因為沒有怎么用到這次要練習(xí)的棧方法,哈哈。

/**
 * 十進制轉(zhuǎn)換為二進制
 * @param {Number} bit 
 */
function bitset (bit){
  if(bit == 0) return '0'
  if(!/^[0-9]+.?[0-9]*$/.test(bit)){
    return new Error('請輸入正確的數(shù)值!')
  }

  let arr = []
  while(bit > 0){
    arr.push(bit % 2)
    bit = Math.floor(bit / 2)
  }
  return arr.reverse().join('')
}

另外可以參考:wikiHow - 從十進制轉(zhuǎn)換為二進制。

四、編寫一個函數(shù),實現(xiàn)檢驗圓括號順序的有效性

主要目的就是:該函數(shù)接收一個圓括號字符串,判斷里面的括號順序是否有效,如果有效則返回 true 反之 false。
如:

  1. (   -> false
  2. ()  -> true
  3. (() -> false
  4. ()) -> false
  5. ()) -> false
  6. (((()()))()) -> true

這個題目實現(xiàn)的主要方法是:遍歷字符串,先排除錯誤情況,然后將 ( 入棧保存,將 ) 入棧匹配前一個元素是否是 ( ,如果是,則 pop() 前一個元素 (,如果不是,則 push() 這個 ) 入棧,最終查看棧是否為空,若是則檢驗成功,否則失敗。

方法1:使用前面定義的 Stack 類

這里使用前面題目中定義的 Stack 類。

/**
 * 檢驗圓括號順序的有效性
 * @param {String} str 
 */
function validParentheses (str){
  if(!str || str.length === 0 || str[0] === ')') return false

  let stack = new Stack()
  str.split('').forEach(char => {
    let status = stack.peek() === '(' && char === ')'
    status ? stack.pop() : stack.push(char)
  })
  return stack.isEmpty()
}

方法2:出入棧操作

/**
 * 檢驗圓括號順序的有效性
 * @param {String} str 
 */
function validParentheses (str){
  if(!str || str.length === 0 || str[0] === ')') return false

  let arr = []
  for(let i = 0; i < str.length ; i++){
    str[i] === '(' ? arr.push(str[i]) : arr.pop()
  }
  return arr.length === 0
}

五、改造題二,添加一個 min 函數(shù)來獲得棧中最小元素

步驟 數(shù)據(jù)棧 輔助棧 最小值
1.push 3 3 0 3
2.push 4 3, 4 0, 0 3
3.push 2 3, 4, 2 0, 0, 2 2
4.push 1 3, 4, 2 ,1 0, 0, 2, 3 1
5.pop 3, 4, 2 0, 0, 2 2
6.pop 3, 4 0, 0 3
7.push 3, 4 ,0 0, 0, 2 0

使用示例如下:

let stack = new Stack();
stack.push(3);
console.log('After push 3, Min item is', stack.min());
stack.push(4);
console.log('After push 4, Min item is', stack.min());
stack.push(2);
console.log('After push 2, Min item is', stack.min());
stack.push(1);
console.log('After push 1, Min item is', stack.min());
stack.pop();
console.log('After pop, Min item is', stack.min());
stack.pop();
console.log('After pop, Min item is', stack.min());
stack.push(0);
console.log('After push 0, Min item is', stack.min());

提示:利用輔助棧(Web 端可利用數(shù)組),每次對棧 push/pop 元素時,也同時更新輔助棧(存儲最小元素的位置)

方法1:小操作

class Stack {
 constructor() {
  this.items = [];
  this.minIndexStack = [];
 }

 push(element) {
  this.items.push(element);
  let minLen = this.minIndexStack.length;
  let minItemIndex = this.minIndexStack[minLen - 1];
  if(minLen === 0 || this.items[minItemIndex] > item) {
   this.minIndexStack.push(this.items.length - 1);
  } else {
   this.minIndexStack.push(minItemIndex);
  }
 }

 pop() {
  this.minIndexStack.pop();
  return this.items.pop();
 }
 
 min() {
  let len = this.minIndexStack.length;
  return (len > 0 && this.items[this.minIndexStack[len - 1]]) || 0;
 }

 peek() {
  return this.items[this.items.length - 1];
 }
 
 // 省略其它方法
}

方法2:與方法1中push實現(xiàn)的差異

class Stack {
  constructor (){
    this.items = [] // 數(shù)據(jù)棧
    this.arr = []  // 輔助棧
  }
  push( element ){
    this.items.push(element)
    let min = Math.min(...this.items)
    this.arr.push( min === element ? this.size() - 1 : 0)
  }
  pop(){
    this.arr.pop()
    return this.items.pop()
  }
  peek(){
    return this.items[this.items.length - 1]
  }
  isEmpty(){
    return this.items.length === 1
  }
  clear(){
    this.items = []
  }
  size(){
    return this.items.length
  }
  min (){
    let last = this.arr[this.arr.length - 1]
    return this.items[last]
  }
}

以上所述是小編給大家介紹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法(Stack)詳解整合,希望對大家有所幫助,如果大家有任何疑問請給我留言,小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對億速云網(wǎng)站的支持!

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