1、栈(Stack)是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。
2、表尾为栈顶(top),表头为栈底(bottom),不含元素的空表为空栈。
3、栈又称为后进先出(last in first out)的线性表。
栈的顺序存储结构
结构
1、用数组下标为0的一端作为栈底比较好,因为首元素都存在栈底,变化最小。
2、定义一个top变量来指示栈顶元素在数组中的位置。
3、若存储栈的长度为 StackSize,则栈顶位置 top 必须小于 StackSize。
4、当栈存在一个元素时,top 等于0。因此空栈的判定条件定为 top 等于 -1。
@H_301_16@function Stack() {
@H_301_16@this.dataStore = []; /* 用于储存栈元素的数组 */
@H_301_16@this.top = -1; /* 用于栈顶指针 */
}
操作
Stack.prototype = {
constructor: Stack,push : @H_301_16@function (data) { /* 入栈方法 */
},pop : @H_301_16@function () { /* 出栈方法 */
},peek: @H_301_16@function () { /* 返回顶部的栈元素 */
},clear: @H_301_16@function () { /* 清除栈元素 */
},length: @H_301_16@function () { /* 返回栈元素个数 */
}
};
push方法实现
栈中向top位置插入元素后,top值更新,元素个数+1。
@H_301_16@function push (data) {
@H_301_16@this.dataStore[++@H_301_16@this.top] = data;
}
pop方法实现
元素出栈,top值减1,指向当前栈顶元素下标位置,删除该元素作为出栈操作。
@H_301_16@function pop() {
@H_301_16@var topvalue = @H_301_16@this.dataStore[@H_301_16@this.top];
@H_301_16@delete @H_301_16@this.dataStore[@H_301_16@this.top--];
@H_301_16@return topvalue;
}
peek方法实现
peek方法返回顶部的栈元素,即取dataStore的最后一个位置的值,也就是 dataStore 下标为 top-1 的值。
@H_301_16@function peek() {
@H_301_16@return @H_301_16@this.dataStore[@H_301_16@this.top];
}
clear方法实现
1、clear 方法清除栈内元素,把栈的长度重置为0。
2、另外还要把dataStore数组置空,因为数组中的元素始终被dataStore引用,导致垃圾回收器无法将其回收,从而造成内存浪费。
@H_301_16@function clear () {
@H_301_16@this.top = -1;
//下面两句任选其一清除数组dataStore里的数据
// this.dataStore = [];
@H_301_16@this.dataStore.length = 0;
}
length 方法实现
@H_301_16@function length() {
@H_301_16@return @H_301_16@this.top+1;
}
测试代码
var a = new Stack();
a.push(1);
a.push(2);
a.push(3);
console.log("开始的dataStore为:" + a.dataStore + " 栈的长度为:" + a.length());
/* 输出:开始的dataStore为:1,2,3 栈的长度为:3 */
a.pop();
console.log("出栈一个值后dataStore为:" + a.dataStore + " 栈的长度为:" + a.length());
/* 输出:出栈一个值后dataStore为:1,栈的长度为:2 */
a.clear();
console.log("清除栈后dataStore为:" + a.dataStore + " 栈的长度为:" + a.length());
/* 输出:清除栈后dataStore为: 栈的长度为:0 */
栈的链式存储结构
结构
1、由于单链表有头指针,所以最好的办法就是把栈顶放在单链表的头部。
2、由于有栈顶在头部,单链表的头结点失去了意义,所以对于链栈来说,不需要头结点。
3、对于空栈的判定条件为 top = null 。
@H_301_16@function Stack() {
@H_301_16@this.top = null; /* 用于栈顶指针 */
@H_301_16@this.length = 0; /* 用于表示栈的长度 */
}
操作
Stack.prototype = {
constructor: Stack,push : @H_301_16@function (element) { /* 入栈方法 */
},length: @H_301_16@function () { /* 返回栈元素个数 */
}
};
push方法实现
栈中向top栈顶插入元素后,top值更新,元素个数+1。
@H_301_16@function push (data) {
@H_301_16@var node = {
data: data,next: null
};
node.next = @H_301_16@this.top;
@H_301_16@this.top = node;
@H_301_16@this.size++;
}
pop方法实现
元素出栈,size值减1,存储要删除的栈顶元素,将栈顶指针下移一位。
@H_301_16@function pop() {
@H_301_16@if (@H_301_16@this.top === null)
@H_301_16@return null;
@H_301_16@var out = @H_301_16@this.top;
@H_301_16@this.top = @H_301_16@this.top.next;
@H_301_16@if (@H_301_16@this.size > 0)
@H_301_16@this.size--;
@H_301_16@return out.data;
},
peek方法实现
@H_301_16@function peek() {
@H_301_16@return @H_301_16@this.top === null ?
null :
@H_301_16@this.top.data;
}
clear方法实现
clear 方法清除栈内元素,把栈的长度重置为0。
@H_301_16@function clear () {
@H_301_16@this.top = null;
@H_301_16@this.size = 0;
}
length 方法实现
@H_301_16@function length() {
@H_301_16@return @H_301_16@this.size;
}
测试代码
/* 给链栈增加一个展示函数 */
function displayAll(){
if (this.top === null)
return null;
var arr = [];
var current = this.top;
for (var i = 0,len = this.size; i < len; i++) {
arr[i] = current.data;
current = current.next;
}
return arr;
}
var a = new Stack();
a.push(1);
a.push(2);
a.push(3);
console.log("开始的dataStore为:" + a.displayAll()+ " 栈的长度为:" + a.length());
/* 输出:开始的栈为:3,1 栈的长度为:3 */
a.pop();
console.log("出栈一个值后dataStore为:" + a.displayAll()+ " 栈的长度为:" + a.length());
/* 输出:出栈一个值后栈为:2,1 栈的长度为:2 */
a.clear();
console.log("清除栈后dataStore为:" + a.displayAll()+ " 栈的长度为:" + a.length());
/* 输出:清除栈后栈为: 栈的长度为:0 */
栈的应用
四则运算表达式求值
后缀(逆波兰)表示法
1、不需要括号的后缀表示,所有的符号在运算数字的后面出现。
2、规则:从左到右遍历表达式的每个数字和符号:
- 遇到是数字就进栈;
- 遇到是符号,就将处于栈顶的两个数字出栈,进行运算,运算结果进栈,一直到最终获得结果。
中缀表达式转后缀表达式
1、中缀表达式:平时所用的标准四则运算表达式。
2、规则:从左到右遍历中缀表达式的每个数字和符号:
- 若是数字就输出,即成为后缀表达式的一部分;
- 若是符号,则判断其与栈顶符号的优先级,是右括号或优先级不高于栈顶符号(乘除优先加减)则栈顶元素一次出栈并输出,并将当前符号进栈,一直到最终输出后缀表达式为止。
因此,要让计算机处理中缀表达式,最重要的就是两步:
- 将中缀表达式转化为后缀表达式(栈用来进出运算的符号)。
- 将后缀表达式进行运算得出结果(栈用来进出运算的数字)。