栈

栈可以看成是一种受限的线性结构（所谓线性结构这里指的是数组）

相关概念

$\color{blue}{1.}$ 栈顶：允许数据进出的唯一出口

$\color{blue}{2.}$ 栈底：相对于栈顶的另一端

$\color{blue}{3.}$ 进栈：把新元素放在栈顶

$\color{blue}{4.}$ 出栈：把栈顶的元素取出

特点

• 后进先出(LIFO)：指的是最后进入的元素第一个弹出栈空间
• 次序不变：栈中的各个数据之间的相对位置是不允许发生变化的

常见使用场景

函数调用

函数A调用函数B-函数B调用函数C-函数C调用函数D-函数D调用函数F;

等到F执行完毕之后以F-D-C-B-A的顺序弹出；由于F是最后调用却是最先弹出的，所以符合栈结构。

栈的实现

• 基于数组实现栈结构
• 基于链表实现栈结构（待补充）

栈方法

• push: 新元素入栈
• pop: 栈顶元素弹出
• peek: 返回栈顶元素但不弹出
• isEmpty: 检查栈是否为空
• size: 返回栈大小（栈元素个数）
• toString: 打印栈中元素

typescript实现(javascript代码见代码块)

class Stack<Element> {
    items:Element[] = [];

    // 入栈
    push(element: Element){
        this.items.push(element);
    }

    // 出栈
    pop(): Element | null{
        return this.isEmpty() ? null : this.items.pop()!;
    }

    // 返回栈顶
    peek(): Element | null{
        return  this.isEmpty() ? null :this.items[this.size() - 1];
    }

    // 是否为空
    isEmpty(): boolean{
        return !!this.size();
    }

    // 栈大小
    size(): number{
        return this.items.length;
    }

    // 打印栈中元素
    toString(join:string): string{
        return this.items.join(join);
    }
}

const s = new Stack<number>();

s.push(1);
s.push(9);
s.push(9);
s.push(5);

console.log(s.toString('>>>')); // 1>>>9>>>9>>>5

应用

应用一：进制转换

要求：使用栈数据结构写一个函数实现十进制向二进制的转换

function toBin(num: number) {
    let leftNumber = num;
    const stack = new Stack();
    // core start ...
    while(leftNumber > 0){
        stack.push(leftNumber % 2);
        leftNumber = Math.floor(leftNumber / 2);
    }
    // core finish ...
    const join = '<<<';
    const rawRst = stack.toString(join);
    return rawRst.split(join).reverse().join("");
}

console.log(toBin(101)); // 1100101