浅聊JavaScript中的栈（stack）

news2024/11/17 3:31:12

前言

这篇文章结合leetcode题目讲解一下栈这种结构

第20题：20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）

第LCR-147题LCR 147. 最小栈 - 力扣（LeetCode）

栈（stack）

在讲解题目之前，我们先来了解一下什么是栈数据结构

具有“后进先出”（Last In First Out，简称 LIFO）的特点

就好比一个桶，你只能从桶的顶部放入和取出元素。最后放入桶中的元素会最先被取出，而最先放入桶中的元素则最后才能被取出

20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）

首先我们来看题目要求：

这题我们要如何使用栈这种结构去实现题解呢？

首先分析解题要满足的条件

左括号必须用相同类型的右括号闭合。
这表示如果长度为奇数就直接返回false，

if(s.length % 2 === 1){
        return false
}

左括号必须以正确的顺序闭合。

这表示不会出现"({)}"交叉的结果
3. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

接下来我们就可以去写代码了

var isValid = function(s) {

    if(s.length % 2 === 1){
        return false
    }
    const data = {
        '(':')',
        '[':']',
        '{':'}'
    }

    const stack = []
    for(let i = 0; i<s.length; i++){
        if(s[i] == '(' || s[i] == '[' || s[i] == '{' ){
            // 将另一半期许入栈
            stack.push(data[s[i]])
        }else{
            // 一定是右括号
            let r = s[i]
            let top = stack.pop()
            if(r !== top){
                return false
            }
        }
    }
    return !stack.length
};

函数首先检查字符串的长度，如果长度为奇数则直接返回 false，因为有效的括号组合长度必然是偶数。

然后创建一个对象 data 来存储左括号及其对应的右括号。

接着创建一个空栈 stack 。通过遍历字符串 s ，如果遇到左括号，就将其对应的右括号入栈；如果遇到右括号，就将栈顶元素弹出并与当前右括号进行比较，如果不匹配则返回 false。

最后，如果遍历完字符串后栈为空，说明括号匹配有效，返回 true；否则返回 false。

LCR 147. 最小栈 - 力扣（LeetCode）

首先我们来看题目要求：

首先我们使用基础的方法

var MinStack = function() {
    this.stack = []

};

MinStack.prototype.push = function(x) {
this.stack.push(x)
};

MinStack.prototype.pop = function() {
 this.stack.pop()
};

MinStack.prototype.top = function() {
return this.stack[this.stack.length-1]
};

MinStack.prototype.getMin = function() {
    let min = Infinity;
    for(let i =0 ; i < this.stack.length; i++){
        if(this.stack[i]<min){
            min=this.stack[i]
        }
    }
return min
};

这个方法虽然实现了结构，但是并不满足能在常数时间内检索到最小元素的栈这个要求

另一种更高效的实现 getMin 方法的方式是在每次入栈和出栈操作时，同时维护一个最小值变量，这样获取最小值的时间复杂度可以降低到 O(1)

var MinStack = function() {
    this.stack = []; 
    this.minStack = []; 

};

MinStack.prototype.push = function(x) {
    this.stack.push(x);
    if (this.minStack.length === 0 || x <= this.minStack[this.minStack.length - 1]) {
        this.minStack.push(x); 
    }
};

MinStack.prototype.pop = function() {
     if (this.stack.length > 0) {
        const popped = this.stack.pop(); 
        if (popped === this.minStack[this.minStack.length - 1]) {
            this.minStack.pop(); 
        }
    }
};

MinStack.prototype.top = function() {
    return this.stack[this.stack.length-1]
};

MinStack.prototype.getMin = function() {
    return this.minStack[this.minStack.length - 1]; 
};

这个实现中，使用了两个栈：stack 用于存储实际的元素，minStack 用于跟踪当前栈中的最小值。

push 方法：在将元素压入 stack 的同时，如果该元素小于等于 minStack 的栈顶元素（或者 minStack 为空），则将该元素也压入 minStack 。
pop 方法：当弹出 stack 的栈顶元素时，如果该元素等于 minStack 的栈顶元素，就将 minStack 的栈顶元素也弹出。
top 方法：返回 stack 的栈顶元素。
getMin 方法：返回 minStack 的栈顶元素，即当前栈中的最小值。