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JavaScript数据结构之栈实例用法

2019-11-19 12:15:44
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供稿:网友


先来看一道题

Leetcode 32 Longest Valid Parentheses (最长有效括号)

给定一个只包含 '(' 和 ')' 的字符串,找出最长的包含有效括号的子串的长度。

示例 1:

输入: "(()"
输出: 2
解释: 最长有效括号子串为 "()"

示例 2:

输入: ")()())"
输出: 4
解释: 最长有效括号子串为 "()()"

这道题可以用动态规划来做,也能用简洁明了的栈来解决。

什么是栈?

栈是一种先进后出(LIFO)的有序集合,新添加的元素在栈顶,旧元素在栈底。

以下图为例,1、2、3、4、5、6、7先后进栈:

创建栈

创建一个类来表示栈:

class Stack { // 初始化类,创建数组 items 存放入栈元素 constructor() {  this.items = []; } // push 方法进行元素入栈(可同时入栈一或多个元素),无返回值 push() {  this.items.push(...arguments); } // pop 方法出栈一个元素,返回出栈元素 pop() {  return this.items.pop(); } // peek 方法返回栈顶元素,不对栈本身做任何操作 peek() {  return this.items[this.items.length-1]; } // size 方法返回栈内元素个数 size() {  return this.items.length; } // isEmpty 方法查看栈是否为空,返回布尔值 isEmpty() {  return this.items.length == 0; } // clear 方法清空栈,无返回值 clear() {  this.items = []; } // print 方法打印栈内元素 print() {  console.log(this.items.toString()); }} // 测试 let stack = new Stack();stack.push(1,2,3,4);stack.print(); // 1,2,3,4stack.isEmpty(); // falsestack.size(); // 4stack.pop(); // 4stack.peek(); // 3stack.clear();

注意

因为 JavaScript 的类内暂时无法定义私有成员,所以可以在类外访问到存储栈元素的数组 items,这个操作是很危险的。

stack.items; // [1, 2, 3, 4]

这时可以使用闭包和IIFE进行避免,这是一个很无奈的办法:

let Stack = (function () { // 使用 WeakMap 存储数组(数组存放进栈元素) let items = new WeakMap(); class Stack {  constructor() {   items.set(this, []);  }  push() {   items.get(this).push(...arguments);  }  // 其他方法 } return Stack;})(); let s = new Stack();// 无法访问到 itemss.items; // undefined

WeakMap: WeakMap是类似Map的键值对集合,但WeakMap的键是弱引用的,只要不存在引用,垃圾回收机制就会回收掉占用的内存,相当于自动删除,而不用手动删除。

用栈解题

思路:

变量start存放有效括号起始下标,maxLen存放最大长度;

栈只存放左括号的下标,遇到左括号,将其下标存入栈中;

遇到右括号,若此时栈为空,跳过本次循环并更新start;若栈不为空,则栈顶元素出栈;

栈顶元素出栈后,若栈为空,则计算当前下标和start的距离,并更新maxLen;

栈顶元素出栈后,若栈不为空,则计算当前下标和栈顶存放的下标的距离,并更新maxLen;

循环遍历直至结束。

function test(str) { let stack = new Stack(); let start = 0; let maxLen = 0;  for(let i=0; i<str.length; i++) {  // 如果是左括号,下标入栈  if (str[i] == '(') {   stack.push(i);  } else {   // 如果是右括号   /* 栈内为空,说明本次有效括号匹配已结束,跳过本次循环并更新 start */   if (stack.isEmpty()) {    start = i+1;    continue;   } else {    // 栈内不为空,则出栈一个左括号进行匹配    stack.pop();    // 栈顶元素出栈后,栈为空    if (stack.isEmpty()) {     // 根据当前下标和 start 去更新 maxLen     maxLen = Math.max(maxLen, i-start+1);    } else {     // 栈不为空,根据当前下标和栈顶存放的下标去更新 maxLen     maxLen = Math.max(maxLen, i-stack.peek());    }        }  }   }   return maxLen;} test('(()'); // 2test(')()())'); // 4

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