JavaScript数据结构与算法——栈

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  • 一个 后进先出 的数据结构
  • JavaScript中没有栈,但可以用 Array 实现栈的所有功能
  • 栈的常用操作:push, pop, stack[stack.length - 1] - 栈顶元素

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栈的应用场景

  • 需要 后进先出 的场景
  • 比如:十进制转二进制、判断字符串的括号是否有效、函数调用堆栈······

场景一:十进制转二进制

  • 后出来的余数反而要排到前面
  • 把余数依次入栈,然后再出栈,就可以实现余数倒序输出

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场景二:有效的括号

  • 越靠后的左括号,对应的右括号越靠前
  • 左括号入栈,右括号出栈,最后栈空即合法

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LeetCode:20. 有效的括号

给定一个只包括 '(',')''{''}''[',']' 的字符串 s ,判断字符串是否有效。

有效字符串需满足:

  1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
  2. 左括号必须以正确的顺序闭合。
  3. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

示例 1:

输入:s = "()"

输出:true

示例 2:

输入:s = "()[]{}"

输出:true

示例 3:

输入:s = "(]"

输出:false

思路:

  • 对于没有闭合的左括号而言,越靠后的左括号,对应的右括号越靠前
  • 满足后进先出,考虑用栈

解题步骤:

  1. 新建一个栈
  2. 扫描字符串,遇左括号入栈,遇到和 栈顶 括号类型匹配的右括号就出栈,类型不匹配直接判定为不合法
  3. 最后栈空了就合法,否则不合法
/**
 * @param {string} s
 * @return {boolean}
*/
var isValid = function(s) {
  let stack = []
  for(let i of s) {
    if(i == '[' || i == '{' || i == '(') {
      stack.push(i)
    }else {
      let top = stack[stack.length - 1];
      if((i == ']' && top == '[') || (i == '}' && top == '{') || (i == ')' && top == '(')) {
        stack.pop()
      }else {
        return false
      }
    }
  }
  return stack.length === 0;
};

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(n)

场景三:函数调用堆栈

  • 最后调用的函数,最先执行完
  • JS 解释器使用栈来控制函数的调用顺序

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前端与栈:JS 中的和函数调用堆栈

const func1 = () => {
  func2()
};
const func2 = () => {
  func3()
};
const func3 = () => {};

func1();

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LeetCode:71. 简化路径

给你一个字符串 path ,表示指向某一文件或目录的 Unix 风格 绝对路径 (以 '/' 开头),请你将其转化为更加简洁的规范路径。

在 Unix 风格的文件系统中,一个点(.)表示当前目录本身;此外,两个点 (..) 表示将目录切换到上一级(指向父目录);两者都可以是复杂相对路径的组成部分。任意多个连续的斜杠(即,'//')都被视为单个斜杠 '/' 。 对于此问题,任何其他格式的点(例如,'...')均被视为文件/目录名称。

请注意,返回的 规范路径 必须遵循下述格式:

  • 始终以斜杠 '/' 开头。
  • 两个目录名之间必须只有一个斜杠 '/'
  • 最后一个目录名(如果存在)不能 以 '/' 结尾。
  • 此外,路径仅包含从根目录到目标文件或目录的路径上的目录(即,不含 '.''..')。

返回简化后得到的 规范路径

示例 1:

输入:path = "/home/"

输出:"/home"

解释:注意,最后一个目录名后面没有斜杠。

示例 2:

输入:path = "/../"

输出:"/"

解释:从根目录向上一级是不可行的,因为根目录是你可以到达的最高级。

示例 3:

输入:path = "/home//foo/"

输出:"/home/foo"

解释:在规范路径中,多个连续斜杠需要用一个斜杠替换。

示例 4:

输入:path = "/a/./b/../../c/"

输出:"/c"

思路:

  • 碰见 '..' 即为上一路径,需将最后一个元素弹出
  • 满足后进先出

解题步骤:

  1. 利用 '/' 将路径分隔开,不为 '' 即为路径,加入栈;
  2. 碰见 '//' 或者 . 都是当前路径,无需加入;
  3. 碰见 '..' 即为上一路径,将栈顶元素弹出;
  4. 返回栈拼接的字符串
/**
 * @param {string} path
 * @return {string}
 */
var simplifyPath = function(path) {
  const names = path.split('/');
  const stack = [];
  for(let name of names) {
    if (name === '..') {
      if(stack.length) {
        stack.pop();
      }
    }else if(name.length && name !== '.') {
      stack.push(name)
    } 
  }
  return '/' + stack.join('/')
};

LeetCode:150. 逆波兰表达式求值

给你一个字符串数组 tokens ,表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意:

  • 有效的算符为 '+''-''*''/'
  • 每个操作数(运算对象)都可以是一个整数或者另一个表达式。
  • 两个整数之间的除法总是 向零截断
  • 表达式中不含除零运算。
  • 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
  • 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

示例 1:

输入:tokens = ["2","1","+","3","*"]

输出:9

解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9

示例 2:

输入:tokens = ["4","13","5","/","+"]

输出:6

解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6

示例 3:

输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11"," ","/"," ","17","+","5","+"]

输出:22

解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:

((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5

= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5

= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5

= ((10 * 0) + 17) + 5

= (0 + 17) + 5

= 17 + 5

= 22

思路:

  • 碰见 '+''-''*''/' 就取前面邻近的两个值做运算
  • 满足后进先出

解题步骤:

  1. tokens 的值依次入栈
  2. 碰见 '+''-''*''/' 就取前面邻近的两个值做运算并放入栈中
  3. 继续上一步操作
/**
 * @param {string[]} tokens
 * @return {number}
 */
var evalRPN = function(tokens) {
  let stack = [];
  for(let token of tokens) {
    if(token !== "+" && token !== "-" && token !== "*" && token !== "/") {
      stack.push(token)
    }else {
      let num1 = Number(stack.pop());
      let num2 = Number(stack.pop());
      if(token === '+') {
        stack.push(parseInt(num1 + num2))
      }else if(token === '-') {
        stack.push(parseInt(num2 - num1))
      }else if(token === '*') {
        stack.push(parseInt(num1 * num2))
      }else if(token === '/') {
        stack.push(parseInt(num2 / num1))
      }
    }
  }
  return stack[0]
};