【TS数据结构】栈

栈

栈是一种先进先出（LIFO）原则的有序集合。新添加或待删除的元素都处于栈的同一端，称作栈顶，另一端叫做栈底。在栈里，新元素都靠近栈顶，旧元素都靠近栈底。

栈的一些方法：

• push(element[s])：添加一个（或多个）新元素到栈顶
• pop()：从栈顶弹出一个元素
• peek()：看一下栈顶的元素，但是不弹出
• isEmpty()：返回栈是否为空
• clear()：清除栈中所有的元素
• size()：返回栈中的元素的个数

创建一个基于数组的栈

class ArrayStack<T> {
  private _array: T[]
  constructor() {
    this._array = []
  }

  push(...elements: T[]): void {
    this._array.push(...elements)
  }

  pop(): T {
    return this._array.pop()
  }

  peek(): T {
    let len = this._array.length
    return this._array[len - 1]
  }

  isEmpty(): boolean {
    return this._array.length <= 0
  }

  clear(): void {
    this._array.length = 0
  }

  size(): number {
    return this._array.length
  }
}

export default ArrayStack

这里我们用了一个数组来模拟栈，利用数组身上的push()和pop()可以很轻易地实现栈这种数据结构的一些操作。

在ArrayStack地内部有一个私有的_array属性，存放的是T类型（泛型）的数组。这是使用的是_命名规范也就是js中私有变量的命名规范，我们也可以省略前面的_因为我们用的是ts可以直接声明私有属性。

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使用数组的API创建一个栈是最简单的。但是在处理大量数据的时候，我们同样需要评估如何操作数据是最搞笑的。在创建数组时，大部分方法的时间复杂度是$O(n)$。$O(n)$的意思是，我们需要迭代整个数组知道找到要找的那个元素，在最坏的情况下需要迭代数组所有的位置。

如果我们能够直接获取元素，占用较少的内存空间，并且荏苒保证所有元素按照我们的需要排列，不是更好吗？对于js语言实现栈数据结构的场景，我们也可以使用一个js对象来存储所有栈元素，保证他们的顺序并且遵守LIFO原则。

使用一个对象来实现栈

class Stack<T> {
  private items: {}
  private count: number
  constructor() {
    this.items = {}
    this.count = 0
  }

  push(element: T) {
    this.items[this.count++] = element
  }

  pop(): T {
    if (this.isEmpty()) return undefined
    this.count--
    const res = this.items[this.count]
    delete this.items[this.count]
    return res
  }

  peek(): T {
    if (this.isEmpty()) return undefined
    return this.items[this.count - 1]
  }

  isEmpty(): boolean {
    return this.count <= 0
  }

  clear(): void {
    this.items = {}
    this.count = 0
  }

  toString() {
    if (this.isEmpty()) return 'stack is empty!'
    let res = this.items[0].toString()
    for (let i = 1; i < this.count; i++) {
      res = `${res}, ${this.items[i].toString()}`
    }
    return res
  }
}

export default Stack

使用对象来模拟栈，可以解决数组中的方法都需要便利数组的情况，理论上来说是要比数组实现的栈效率更高

用栈解决问题

栈的实际应用非常广泛。在回溯问题中，他可存储访问过的任务或路径、撤销的操作。

从十进制转到二进制

要把十进制转换成二进制，我们可以将该十进制数除2并对商取整，知道结果为0为止。举个例子，把十进制数10转化成二进制的数字，大致的过程是如下这样的。

import Stack from '../../ds/stack'
export const decimalToBinary = (decimal: number): string => {
  const stack = new Stack<string>()
  let n: number = decimal
  let binaryStr: string = ''
  while (n > 0) {
    stack.push((n % 2) + '')
    n = Math.floor(n / 2)
  }
  while (!stack.isEmpty()) {
    binaryStr += stack.pop()
  }
  return binaryStr
}

ts数据结构仓库地址： https://github.com/FarajMujey/dsa.ts