每周一练 之 数据结构与算法(Stack)
最近公司内部在开始做前端技术的技术分享,每周一个主题的 每周一练,以基础知识为主,感觉挺棒的,跟着团队的大佬们学习和复习一些知识,新人也可以多学习一些知识,也把团队内部学习氛围营造起来。
我接下来会开始把每周一练的题目和知识整理一下,便于思考和巩固,就像今天这篇开始。
学习的道路,很漫长,要坚持,希望大家都能掌握自己喜欢的技术,和自己需要的技术。
本周练习内容:数据结构与算法 —— Stack
这些都是数据结构与算法,一部分方法是团队其他成员实现的,一部分我自己做的,有什么其他实现方法或错误,欢迎各位大佬指点,感谢。
一、栈有什么特点,生活中有什么例子?
- 栈( stack )又称堆栈,是一种后进先出的有序集合,其中一端为栈顶,另一端为栈底,添加元素(称为压栈/入栈或进栈)时,将新元素压入栈顶,删除元素(称为出栈或退栈)时,将栈底元素删除并返回被删除元素。
- 特点:先进后出,后进先出。
- 例子:一叠书、一叠盘子。
二、实现一个栈,并实现下面方法
- push(element):添加一个新元素到栈顶。
- pop():移除栈顶的元素,同时返回被移除的元素。
- peek():返回栈顶的元素,不对栈做任何修改 (这个方法不会移除栈顶的元素,仅仅返回它)。
- isEmpty():如果栈没有任何元素就返回 true,否则返回 false。
- clear():移除栈里面的所有元素。
- size():返回栈里的元素个数。这个方法与数组的 length 属性类似。
方法1:ES6实现
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 } }
上面实现的方式虽然简单,但是内部 items 属性是公共的,为了满足面向对象变成私有性的原则,我们应该让 items 作为私有属性,因此我们可以使用 ES6 中 Symbol 或 WeakMap 来实现:
方法2:使用 ES6 的 Symbol 基本数据类型实现
知识点复习:ES6 中的 Symbol 介绍
const _items = Symbol() class Stack { constructor (){ this[_items] = [] } push (element){ this[_items].push(element) } // 剩下方法和第一种实现的差不多,这里省略 // 只要把前面方法中的 this.items 更改为 this[_items] }
方法3:使用 ES6 的 WeakMap 实现
知识点复习:ES6 中的 WeakMap 介绍
const items = new WeakMap() class Stack { constructor (){ items.set(this, []) } push (element){ let item = items.get(this) item.push(element) } // 剩下方法和第一种实现的差不多,这里省略 // 只要把前面方法中的获取 this.items 的方式,更改为 items.get(this) 获取 }
三、编写一个函数,实现十进制转二进制
题目意思很简单,就是十进制转二进制,但是在实际工作开发中,我们更愿意实现的是任意进制转任意进制,不过呢,我们还是以解决问题为首要目标呀。
当然,业务需求可以直接使用 toString(2) 方法,但是为了练习,咱还是不这么用咯。
方法1:使用前面定义的 Stack 类
这里使用前面题目中定义的 Stack 类。
/** * 十进制转换为二进制 * @param {Number} bit */ function bitset (bit){ if(bit == 0) return '0' if(!/^[0-9]+.?[0-9]*$/.test(bit)){ return new Error('请输入正确的数值!') } let stack = new Stack(), result = '' while (bit > 0){ stack.push(bit % 2) bit = Math.floor(bit / 2) } while (!stack.isEmpty()){ result += stack.pop().toString() } return result }
方法2:简单实现
下面这个方法,其实不太好,因为没有怎么用到这次要练习的栈方法,哈哈。
/** * 十进制转换为二进制 * @param {Number} bit */ function bitset (bit){ if(bit == 0) return '0' if(!/^[0-9]+.?[0-9]*$/.test(bit)){ return new Error('请输入正确的数值!') } let arr = [] while(bit > 0){ arr.push(bit % 2) bit = Math.floor(bit / 2) } return arr.reverse().join('') }
另外可以参考:wikiHow - 从十进制转换为二进制。
四、编写一个函数,实现检验圆括号顺序的有效性
主要目的就是:该函数接收一个圆括号字符串,判断里面的括号顺序是否有效,如果有效则返回 true 反之 false。
如:
- ( -> false
- () -> true
- (() -> false
- ()) -> false
- ()) -> false
- (((()()))()) -> true
这个题目实现的主要方法是:遍历字符串,先排除错误情况,然后将 ( 入栈保存,将 ) 入栈匹配前一个元素是否是 ( ,如果是,则 pop() 前一个元素 (,如果不是,则 push() 这个 ) 入栈,最终查看栈是否为空,若是则检验成功,否则失败。
方法1:使用前面定义的 Stack 类
这里使用前面题目中定义的 Stack 类。
/** * 检验圆括号顺序的有效性 * @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:出入栈操作
/** * 检验圆括号顺序的有效性 * @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、改造题二,添加一个 min 函数来获得栈中最小元素
步骤 | 数据栈 | 辅助栈 | 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:利用辅助栈(Web 端可利用数组),每次对栈 push/pop 元素时,也同时更新辅助栈(存储最小元素的位置)
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:与方法1中push实现的差异
class Stack { constructor (){ this.items = [] // 数据栈 this.arr = [] // 辅助栈 } 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] } }
以上所述是小编给大家介绍的数据结构与算法(Stack)详解整合,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对脚本之家网站的支持!
最新评论