图解数据结构之栈（Stack）

前端

2023-10-09 20:25:52

导语： 栈（Stack），是一种遵循后进先出的数据结构。本文将以图解的形式，深入剖析栈的数据结构，并通过JavaScript结合链表的实现，阐明不同实现方式的优缺点。此外，还将通过一道高频面试题，揭示栈数据结构在实际问题中的应用。

一、栈的数据结构

栈是一种线性数据结构，其特点是后进先出 （Last In First Out，简称LIFO）。就好比一摞盘子，你最先放上的盘子，会是最晚拿出来的那个。

栈有两个基本操作：

push()： 将元素压入栈顶
pop()： 弹出栈顶元素

二、栈的实现方式

1. 顺序栈

顺序栈使用数组实现，数组中的元素依次存放栈中的数据。顺序栈的优势在于访问速度快，但其缺点是当栈满时需要进行数组扩容，时间复杂度为O(n)。

2. 链栈

链栈使用链表实现，每个节点存储一个元素和指向下一个节点的指针。链栈的优势在于可以动态分配内存，不需要进行数组扩容，但其缺点是访问速度比顺序栈慢。

3. 共享栈

共享栈是一种特殊类型的链栈，它允许多个栈共享同一块内存空间。共享栈的优势在于可以节省内存空间，但其缺点是需要对并发访问进行控制。

三、JavaScript实现

1. 顺序栈

class Stack {
  constructor() {
    this.items = [];
  }

  push(item) {
    this.items.push(item);
  }

  pop() {
    return this.items.pop();
  }
}

2. 链栈

class Node {
  constructor(data) {
    this.data = data;
    this.next = null;
  }
}

class Stack {
  constructor() {
    this.top = null;
  }

  push(item) {
    const newNode = new Node(item);
    newNode.next = this.top;
    this.top = newNode;
  }

  pop() {
    if (this.top === null) {
      throw new Error('Stack is empty');
    }
    const poppedItem = this.top.data;
    this.top = this.top.next;
    return poppedItem;
  }
}