学习JavaScript数据结构与算法（一）：栈与队列

本系列的第一篇文章: 学习JavaScript数据结构与算法（一），栈与队列
第二篇文章：学习JavaScript数据结构与算法（二）：链表
第三篇文章：学习JavaScript数据结构与算法（三）：集合
第四篇文章：学习JavaScript数据结构与算法（四）：二叉搜索树

学习原由

曾经有一次在逛V2EX时，碰到这么一个帖子。

数学彻底还给老师了，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，出去工做时一直在从事前端的工做。感受到数学知识的匮乏，因此想补一补数学。
看了看帖子，感受和我很像，由于个人专业是不开高数的，我学的也是前端。也一样感受到了数学知识匮乏所带来的困顿。同时由于本身的数学思惟实在是不怎么好，因此决定努力补习数学与计算机基础知识。

当时也有人说:"前端须要什么数据结构与算法"，可是对于这个事情我有本身的见解。

我并不认为前端不须要算法之类的知识，在我看来前端具有坚实的计算机基础，对自身发展是极其有利的。我想作程序员。而不是一生的初级前端和码农。

也算是给本身的勉励吧。毕竟基础决定上限，再加上本身对计算机真的很感兴趣，因此学起来就算很累，但也是很幸福的。因而去网上选购了《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。

这本书讲的内容非常不错，清晰易懂。同时用JavaScipt语言实现，学起来的难度低。值得一看呢。

栈

书中前两章是对JavaScipt基础与数组经常使用操做的讲解，若是不清楚的话,推荐去看看下面这篇博客。

JavaScipt之数组操做

接下来就是数据结构的第一部分，栈。

栈是一种听从后进先出原则(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。(固然，你不能先拿下面的书。)
看图示也可明白。

JavaScipt中栈的实现

首先，建立一个构造函数。

/**
 * 栈的构造函数
 */
function Stack() {

  // 用数组来模拟栈
  var item = [];
}

栈须要有以下的方法:

• 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: 移除栈中全部元素

• size: 返回栈中元素个数。

• print: 以字符串显示栈中全部内容

push方法的实现

说明: 须要往栈中添加新元素，元素位置在队列的末尾。也就是说，咱们能够用数组的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: 须要把栈顶元素弹出，同时返回被弹出的值。能够用数组的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，能够用数组长度来实现。
实现:

/**
 * 查看栈顶元素
 * @return {Any} 返回栈顶元素
 */
this.peek = function() {
  return items[items.length - 1];
}

其他方法的实现

说明: 前三个是栈方法的核心，其他方法则在此一次性列出。由于下文要讲的队列，会与这部分有很大重合。
实现:

/**
 * 肯定栈是否为空
 * @return {Boolean} 若栈为空则返回true,不为空则返回false
 */
this.isAmpty = function() {
  return items.length === 0
};

/**
 * 清空栈中全部内容
 */
this.clear = function() {
  items = [];
};

/**
 * 返回栈的长度
 * @return {Number} 栈的长度
 */
this.size = function() {
  return items.length;
};

/**
 * 以字符串显示栈中全部内容
 */
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能够百度)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。而且最后运用while循环，将栈中全部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。由于源代码中注释较多，因此这儿就不贴出源代码的内容了。有兴趣的能够本身下载查看。

源代码

队列

队列与栈是很相像的数据结构，不一样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)，是否是很好理解了~

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 = [];
}

队列须要有以下的方法:

• 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

其他方法与队列相同

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。
源代码以下:

/**
 * 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()
}

具体实现，有兴趣的同窗能够本身下载源代码，试一试。

源代码

队列的学习到此就告一段落了。下一期将讲述另一种数据结构: 链表。

感想

不少时候看书，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，看书从本身能看懂的开始，由浅入深才是适合本身的学习方式。

前端路漫漫，且行且歌~

最后附上本人博客地址和原文连接，但愿能与各位多多交流。

Lxxyx的前端乐园
原文连接：寒假前端学习(3)——学习JavaScript数据结构与算法，栈与队列