数据结构-栈/队列

在上一篇文章中我们用ts实现了一个双向链表的功能

在这篇文章中，我们使用ts来实现一个栈结构和队列结构

栈结构

特点：一种后进先出的操作受限的线性表。只允许在一端（栈顶）进行插入（入栈/Push）和删除（出栈/Pop）操作。
场景：函数调用栈、表达式求值、括号匹配、浏览器前进/后退功能。

对于栈结构里面的元素储存，我们可以使用一个数组来表示

ts 复制代码

class Stack<T> {
  private items: T[];

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

接下来设计栈结构的方法

push(item: T) - 将元素添加到栈顶

pop(): T | undefined - 移除并返回栈顶元素

peek(): T | undefined - 查看栈顶元素而不移除它

isEmpty(): boolean - 检查栈是否为空

size(): number - 获取栈中元素数量

clear(): void - 清空栈

toString(): string - 将栈内容转换为字符串

栈结构代码实现

添加元素

ts 复制代码

  /**
   * 将元素压入栈顶
   * @param item 要添加的元素
   */
  push(item: T): void {
    this.items.push(item);
  }

获取栈顶元素

ts 复制代码

  /**
   * 弹出栈顶元素
   * @returns 栈顶元素或undefined（如果栈为空）
   */
  pop(): T | undefined {
    return this.items.pop();
  }

查看栈顶元素

ts 复制代码

  /**
   * 查看栈顶元素而不移除它
   * @returns 栈顶元素或undefined（如果栈为空）
   */
  peek(): T | undefined {
    return this.items[this.items.length - 1];
  }

其他功能函数

ts 复制代码

  /**
   * 检查栈是否为空
   * @returns 如果栈为空返回true，否则返回false
   */
  isEmpty(): boolean {
    return this.items.length === 0;
  }

  /**
   * 返回栈的大小
   * @returns 栈中元素的数量
   */
  size(): number {
    return this.items.length;
  }

  /**
   * 清空栈
   */
  clear(): void {
    this.items = [];
  }

  /**
   * 将栈转换为字符串
   * @returns 栈的字符串表示
   */
  toString(): string {
    return this.items.toString();
  }

队列结构

特点：一种先进先出的操作受限的线性表。只允许在一端（队尾）进行插入（入队/Enqueue），在另一端（队头）进行删除（出队/Dequeue）。
常见变种：
- 双端队列：两端都允许进行插入和删除操作。
- 优先队列 ：出队顺序由元素的"优先级"决定，通常用堆来实现。
场景：任务调度、消息队列、广度优先搜索（BFS）。

和栈结构类似，对于队列结构里面的元素储存，我们也是使用一个数组来表示

ts 复制代码

class Queue<T> {
  private items: T[];

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

队列内部所包含的方法如下

enqueue(item: T) - 将元素添加到队列末尾

dequeue(): T | undefined - 移除并返回队列的第一个元素

peek(): T | undefined - 查看队列的第一个元素而不移除它

isEmpty(): boolean - 检查队列是否为空

size(): number - 获取队列中元素数量

clear(): void - 清空队列

toString(): string - 将队列内容转换为字符串

队列结构代码实现

添加元素

ts 复制代码

  /**
   * 将元素添加到队列末尾
   * @param item 要添加的元素
   */
  enqueue(item: T): void {
    this.items.push(item);
  }

获取元素

ts 复制代码

  /**
   * 移除并返回队列的第一个元素
   * @returns 队列的第一个元素或undefined（如果队列为空）
   */
  dequeue(): T | undefined {
    return this.items.shift();
  }

查看首个元素

ts 复制代码

  /**
   * 查看队列的第一个元素而不移除它
   * @returns 队列的第一个元素或undefined（如果队列为空）
   */
  peek(): T | undefined {
    return this.items[0];
  }

其他功能函数

ts 复制代码

/**
   * 检查队列是否为空
   * @returns 如果队列为空返回true，否则返回false
   */
  isEmpty(): boolean {
    return this.items.length === 0;
  }

  /**
   * 返回队列的大小
   * @returns 队列中元素的数量
   */
  size(): number {
    return this.items.length;
  }

  /**
   * 清空队列
   */
  clear(): void {
    this.items = [];
  }

  /**
   * 将队列转换为字符串
   * @returns 队列的字符串表示
   */
  toString(): string {
    return this.items.toString();
  }