JavaScript数据结构与算法之栈与队列
学习起因
曾经有一次在逛v2ex时,碰到这么一个帖子。
数学完全还给老师了,想学回一些基础数学,大概是高中程度的,有什么书籍推荐?
发帖的楼主大学没有高数课程,出去工作时一直在从事前端的工作。感觉到数学知识的匮乏,所以想补一补数学。
看了看帖子,感觉和我很像,因为我的专业是不开高数的,我学的也是前端。也同样感觉到了数学知识匮乏所带来的困顿。同时因为自己的数学思维实在是不怎么好,所以决定努力补习数学与计算机基础知识。
当时也有人说:”前端需要什么数据结构与算法”,但是对于这个事情我有自己的看法。
我并不认为前端不需要算法之类的知识,在我看来前端具备坚实的计算机基础,对自身发展是极其有利的。我想做程序员。而不是一辈子的初级前端和码农。
也算是给自己的勉励吧。毕竟基础决定上限,再加上自己对计算机真的很感兴趣,所以学起来就算很累,但也是很幸福的。于是去网上选购了《学习javascript数据结构与算法》这本书,配合着去图书馆借阅的《大话数据结构》,开始了数据结构与算法的初步学习。
javascipt之数组操作
接下来就是数据结构的第一部分,栈。
栈是一种遵从后进先出原则(lifo,全称为last in first out)的有序集合。栈顶永远是最新的元素。
举个例子就是:栈就像放在箱子里的一叠书 你要拿下面的书先要把上面的书拿开。(当然,你不能先拿下面的书。)
javascipt中栈的实现
首先,创建一个构造函数。
/** * 栈的构造函数 */ function stack() { // 用数组来模拟栈 var item = []; }
栈需要有如下的方法:
push(element(s)): 添加几个元素到栈顶
pop(): 移除并返回栈顶元素
peek(): 返回栈顶元素
isampty: 检查栈是否为空,为空则返回true
clear: 移除栈中所有元素
size: 返回栈中元素个数。
print: 以字符串显示栈中所有内容
push方法的实现
说明: 需要往栈中添加新元素,元素位置在队列的末尾。也就是说,我们可以用数组的push方法来模拟实现。
实现:
/** * 将元素送入栈,放置于数组的最后一位 * @param {any} element 接受的元素,不限制类型 */ this.push = function(element) { items.push(element); };
pop方法的实现
说明: 需要把栈顶元素弹出,同时返回被弹出的值。可以用数组的pop方法来模拟实现。
实现:
/** * 弹出栈顶元素 * @return {any} 返回被弹出的值 */ this.pop = function() { return items.pop(); };
peek方法的实现
说明: 查看栈顶元素,可以用数组长度来实现。
实现:
/** * 查看栈顶元素 * @return {any} 返回栈顶元素 */ this.peek = function() { return items[items.length - 1]; }
其余方法的实现
说明: 前三个是栈方法的核心,其余方法则在此一次性列出。因为下文要讲的队列,会与这部分有很大重合。
实现:
/** * 确定栈是否为空 * @return {boolean} 若栈为空则返回true,不为空则返回false */ this.isampty = function() { return items.length === 0 }; /** * 清空栈中所有内容 */ this.clear = function() { items = []; }; /** * 返回栈的长度 * @return {number} 栈的长度 */ this.size = function() { return items.length; }; /** * 以字符串显示栈中所有内容 */ this.print = function() { console.log(items.tostring()); };
实际应用
栈的实际应用比较多,书中有个十进制转二进制的函数。(不懂二进制怎么算的话可以百度)下面是函数的源代码。
原理就是输入要转换的数字,不断的除以二并取整。并且最后运用while循环,将栈中所有数字拼接成字符串输出。
/** * 将10进制数字转为2进制数字 * @param {number} decnumber 要转换的10进制数字 * @return {number} 转换后的2进制数字 */ function divideby2(decnumber) { var remstack = new stack(), rem, binarystring = ''; while (decnumber > 0) { rem = math.floor(decnumber % 2); remstack.push(rem); decnumber = math.floor(decnumber / 2); } while (!remstack.isampty()) { binarystring += remstack.pop().tostring(); } return binarystring; };
到此而言,栈的学习就告一段落了。因为源代码中注释较多,所以这儿就不贴出源代码的内容了。
队列
队列与栈是很相像的数据结构,不同之处在于队列是是先进先出(fifo:first in first out)的。
举个例子: 火车站排队买票,先到的先买。(插队的不算),是不是很好理解了~
javascipt中队列的实现
队列的实现和栈很像。首先依然是构造函数:
/** * 队列构造函数 */ function queue() { var items = []; }
队列需要有如下的方法:
enqueue(element(s)): 向队列尾部添加几个项
dequeue(): 移除队列的第一项(也就是排在最前面的项)
front(): 返回队列的第一个元素,也就是最新添加的那个
其余方法与队列相同
enqueue方法的实现
说明: 向队列尾部添加几个项。
实现:
/** * 将元素推入队列尾部 * @param {any} ele 要推入队列的元素 */ this.enqueue = function(ele) { items.push(ele); };
dequeue方法的实现
说明: 移除队列的第一项。
实现:
/** * 将队列中第一个元素弹出 * @return {any} 返回被弹出的元素 */ this.dequeue = function() { return items.shift() };
front方法的实现
说明: 返回队列的第一个元素,也就是最新添加的那个。
实现:
/** * 查看队列的第一个元素 * @return {any} 返回队列中第一个元素 */ this.front = function() { return items[0]; };
以上的三个方法,就是队列这种数据结构的核心方法了。其实很好理解的。
实际应用
书上的是个击鼓传花的小游戏。原理就是循环到相应位置时,队列弹出那个元素。最后留下的就是赢家。
源代码如下:
/** * 击鼓传花的小游戏 * @param {array} namelist 参与人员列表 * @param {number} num 在循环中要被弹出的位置 * @return {string} 返回赢家(也就是最后活下来的那个) */ function hotpotato(namelist, num) { var queue = new queue(); for (var i = 0; i < namelist.length; i++) { queue.enqueue(namelist[i]); } var eliminated = ''; while (queue.size() > 1) { for (var i = 0; i < num; i++) { queue.enqueue(queue.dequeue()); } eliminated = queue.dequeue(); console.log(eliminated + " get out!") } return queue.dequeue() }
队列的学习到此就告一段落了。下一期将讲述另外一种数据结构: 链表。
感想
很多时候看书,直接看算法导论或者一些数据结构的书,都是很迷糊的。后来才发现,看书从自己能看懂的开始,由浅入深才是适合自己的学习方式。