圖說演算法使用JavaScript(十一)

        堆疊結構在電腦中的應用相當廣泛，時常被用來解決電腦的問題，例如前面所談到的遞迴呼叫、副程式的呼叫，至於在日常生活中的應用也隨處可以看到，例如大樓電梯、貨架上的貨品等等，都是類似堆疊的資料結構原理。
        佇列在電腦領域的應用也相當廣泛，例如計算機的模擬simulation、CPU的工作排程Job Scheduling、線上同時周邊作業系統的應用與圖形走訪得先廣後深搜尋法BFS。由於堆疊與佇列都是抽象資料型態Abstract Data Type,ADT，本章終將為各位介紹相關演算法。
         堆疊在程式設計領域中，包含以下兩種設計方式，分別為陣列結構與鏈結串列結構。

6-1陣列實作堆疊輕鬆學

         以陣列結構來製作堆疊的好處是製作與設計的演算法都相當簡單，但因為如果堆疊本身是變動的話，大小並無法事先規劃宣告，太大時浪費空間，太小則不夠使用。

相關演算法如下

//判斷是否空堆疊
var isEmpy=()=>{
  if (top==-1)
    return true;
  else
    return false;
}
//將指定的資料存入堆疊
var push=(data)=>{
  if (top>=MAXSTACK-1)
    process.stdout.write('堆疊已滿，無法再加入');
  else {
    top +=1;
    stack[top]=data; //將資料存入堆疊
  }
}
//從堆疊取出資料
var pop=()=>{
  if (isEmpty())
    process.stdout.write('堆疊是空');
  else {
    process.stdout.write('彈出的元素為： '+stack[top]+'\n');
    top=top-1;
  }
}

JS            array_stack.js

const MAXSTACK=100; //定義最大堆疊容量
stack=[]; //堆疊的陣列宣告
top=-1; //堆疊的頂端

//判斷是是否為空堆疊
var isEmpty=()=>{
	if(top==-1)
		return true;
	else
		return false;
}

//將指定的資料存入堆疊
var push=(data)=> {
	if (top>=MAXSTACK-1)
		process.stdout.write('堆疊已滿，無法再加入');
	else {
		top +=1;
		stack[top]=data;//將資料存入堆疊
	}
}

//從堆疊取出資料
var pop=()=> {
	if (isEmpty())
		process.stdout.write('堆疊是空');
	else {
		process.stdout.write('彈出的元素為：'+stack[top]+'\n');
		top=top-1;
	}
}

//主程式
i=2;
count=0;
const prompt = require('prompt-sync')();
while(true) {
	const i = parseInt(prompt('要推入堆疊，請輸入1，彈出則輸入0，停止操作則輸入-1：'));
	if (i==-1)
		break;
	else if (i==1) {
		const value = parseInt(prompt('請輸入元素值：'));
		push(value);
	}
	else if (i==0)
		pop();
}

process.stdout.write('========================\n');

if (top<0)
	process.stdout.write('\n 堆疊是空的\n');
else {
	i=top;
	while (i>=0) {
		process.stdout.write('堆疊彈出的順序為：'+stack[i]+'\n');
		count +=1;
		i =i-1;
	}
}
process.stdout.write('=====================================\n');

6-2鏈結串列實作堆疊

        使用鏈結串列來製作堆疊的優點是隨時可以動態改變串列長度，能有效利用記憶體資源，不過缺點是設計時，演算法較為複雜。

相關演算法如下：

class Node {    //堆疊鏈結點的宣告
    constructor() {
        this.data=0;  //堆疊資料的宣告
        this.next=null;  //堆疊中用來指向下一個節點
     }
}
top=null;
var isEmpty=()=> {
    if(top===null)
       return true;
    else
       return false;
}
//將指定的資料存入堆疊
var push=(data)=> {
    new_add_node=new Node();
    new_add_node.data=data; //將傳入的值指定為節點的內容
    new_add_node.next=top; //將新節點指向堆疊的頂端
    top=new_add_node;  //新節點成為堆疊的頂端
}
//從堆疊取出資料
var pop=()=> {
    if (isEmpty()) {
        process.studout.write('===目前為空堆疊====\n');
        return -1;
    }
    else {
        ptr=top;  //指向堆疊的頂端
        top=top.next;  //將堆疊頂端的指標指向下一個節點
        temp=ptr.data;  //取出堆疊的資料
        return temp;  //將從堆疊取出的資料回傳給主程式
     }
}