js堆栈与队列

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栈是计算机科学中的一种抽象数据类型，只允许在有序的线性数据集合的一端（称为堆栈顶端，英语：top）进行加入数据（英语：push）和移除数据（英语：pop）的运算。因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。（百科全书）

栈中有两个基本的操作

推入：从栈的顶端推入一个数据，依次往下推
弹出：讲栈顶端的数据移除

栈的基本提点就是

先进后出，后进先出
除了头尾的节点，每个元素都有一个先驱和一个后继

对于栈的画面的理解，可以想象成一个步枪弹夹添加子弹和射击的过程
弹夹只有一个出入口进行推入和弹出

<body style='width: 80%;height:80%; margin: 10% auto;'>
<ul id="stackBox" style="width:100px;border:1px solid #1fb19e;">
</ul>
<div style="width:400px; display:flex;">
    <input id="funStackBox" value="执行函数">
    <div style="margin-left:100px;">
        <button onclick="pushStack()" type='primary'> 进栈 </button>
        <button onclick="popStack()" type='primary'> 出栈 </button>
    </div>
</div>
<script>
    // 栈盒子
    let stackBox = document.getElementById('stackBox')
    // 执行函数盒子
    let funStackBox = document.getElementById('funStackBox')

    // 栈类
    class Stack {constructor(length) {this.list = []
            this.length = length
        }
        // 新增栈
        addStack(val) {if (this.length > this.list.length) {this.list.push(val)
                let beforeDom = document.getElementById(this.list.length - 1)
                // 新增栈
                let el = document.createElement('li')
                el.id = this.list.length
                el.innerText = this.list[this.list.length - 1]
                stackBox.insertBefore(el, beforeDom)
            }else{console.log('栈满了')
            }
        }
        // 弹出栈
        popStack() {let delDom = document.getElementById(this.list.length)
            stackBox.removeChild(delDom)
            return this.list.pop()}
        // 栈的大小
        stackLength() {console.log('当前栈大小为'+this.list.length)
            return this.list.length
        }
        // 栈的顶层元素
        stackIsHas() {return this.list.length?this.list[this.list.length]:console.log('没有栈了')
        }
        // 查看所有元素
        showStack() {return this.list.join('\n');
        }
        // 清空队列
        clearStack() {this.list = [];
            this.showStack()
            console.log('栈空了')
        }
    }
    stackOne = new Stack(5)
    /**
     * @author: 周靖松
     * @information: 进栈
     * @Date: 2019-06-10 12:47:16
     */
    function pushStack() {stackOne.addStack(funStackBox.value)
        console.log(funStackBox.value, '进栈')
        stackOne.stackLength()
        stackOne.stackIsHas()}
    /**
     * @author: 周靖松
     * @information: 出栈
     * @Date: 2019-06-10 12:47:16
     */
    function popStack() {let popStack = stackOne.popStack(funStackBox.value)
        console.log(popStack, '出栈')
        stackOne.stackLength()
        stackOne.stackIsHas()}


</script>

</body>

效果图如下

上边说了栈的基本结构和方法，那么栈被创建的时候又做了什么事情呢

首先在我们的 js 在解释执行代码的时候，最先遇到的就是全局代码，所以在一开始的时候首先就会向栈里边压入一个全局执行上下文

全局上下文只有在全局执行环境被销毁的时候才会被弹出销毁
全局执行上下文只有一个就是浏览器中的 window 对象，this 默认指向这个全局对象

然后当执行一个函数的时候，会在开始先创建一个执行上下文压入栈中，如果里边又执行其他的函数的时候，又会创建一个新的执行上下文压入执行栈中，直到函数执行完毕，就会把函数的上下文从执行栈中弹出

function fun3() {console.log('3')
}

function fun2() {fun3();
}

function fun1() {fun2();
}

fun1();

比如说上边这段代码，他的进栈出栈顺序就是一开始我们放的那两张图的效果

function fun1() {console.log('1')
}
function fun2() {console.log('2')
}
function fun3() {console.log('3')
}

如果是这种的话则会是最下边有一个全局的栈，然后三个函数分别进栈出栈

刚才我们在上边提到了执行上下文的概念，执行上下文是跟函数相关的，执行上下文分为两个阶段

创建阶段
执行阶段

首先创建阶段

扫描变量和函数（确定变量环境）
确定 this 指向
确定词法环境

简单说一下词法环境和变量环境的区别，我个人理解的就是说词法环境是包含变量环境的

在 js 里边原型链大家都不陌生，js 在当前的对象里边找不到所使用的属性的话会去他的上一级去找
直到 Object，再找不到就会 undefined，这里边当前对象的作用域就是他的变量环境，而词法环境则是与之关联的的执行上下文中声明的变量

在创建阶段函数的声明会被储存在当前的变量环境之中，var 的变量的话则会被设置成 undefined
，所以我们在声明之前就可以访问到 var 声明的变量，but 他是一个 undfined

然后就是执行阶段了

这个时候已经完成了对所有变量的分配，开始执行代码

队列是一种比较高效的数据结构，他与栈不同的是，队列只能在队尾插入元素，在队首删除元素，
队列用生活中的事物距离的话，大家可以想想一下沙漏，先进入的沙子先出去，后进去的沙子后出去

队列比栈高效的地方就在于，循环的时候，栈会开辟一个新的临时栈，然后进行排序，再循环，最后在确保不打乱原有顺序的情况下排列回去

队列则不需要这么多步骤

队列常用的一些操作有

向队尾添加一个元素
删除队首元素
显示所有元素
清空队列
队列是否为空

就先拿这些常用的方法实现以下，老规矩，请大家看代码

     // 队列类
    class Queue {constructor() {this.dataStore = []
        }

        // 新增
        addQueue(val) {this.dataStore.push(val);
        }


        // 删除队列首的元素
        delQueue() {return this.queueIsNone()?console.log('队列空了'):this.dataStore.shift()}

        // 队列是否为空
        queueIsNone() {return this.dataStore.length == 0}

        // 查看所有元素
        showQueue() {return this.dataStore.join('\n');
        }

        // 清空队列
        clearQueue() {this.dataStor = [];
            this.showQueue()
            console.log('队列空了')
        }
    }

    // 队列实例
    let queueOne = new Queue()
    /**
     * @author: 周靖松
     * @information: 进队
     * @Date: 2019-06-11 21:01:28
     */
    function QueueIn (){queueOne.addQueue(funStackBox.value)
        console.log(queueOne.showQueue())
    }
    /**
     * @author: 周靖松
     * @information: 出队
     * @Date: 2019-06-11 21:01:35
     */
    function QueueOut (){queueOne.delQueue()
        console.log(queueOne.showQueue())
    }
    /**
    * @author: 周靖松
    * @information: 清空队列
    * @Date: 2019-06-11 21:05:35
    */    
    function QueueClear(){queueOne.clearQueue()
    }

上边的代码大家可以自己写个 html 试一下哈，html 就不写了直接贴一下效果图

另外虽然刚才我们再例子中是用数据去模拟的栈和队列的实现，but 数组他其实并不是一个栈内存，他是一个堆内存

若是满足以下特性，即可称为堆：是计算机科学中的一种特别的树状数据结构。可以给堆中的任意节点添加新的节点（百科全书）

在 JS 中，每一个数据都需要一个内存空间。内存空间又被分为两种，栈内存 (stack) 与堆内存(heap)。

栈为自动分配的内存空间，它由系统自动释放
堆是动态分配的内存，大小不定也不会自动释放

也不是说不会自动释放，堆在没有引用的时候，下一次垃圾回收机制出现的时候会回收他的内存

js 的变量分为基本类型和引用类型

基本类型（Undefined、Null、Boolean、Number 和 String）

基本类型在内存中占据空间小、大小固定，他们的值保存在栈 (stack) 空间，是按值来访问

引用类型（对象、数组、函数）

引用类型占据空间大、大小不固定, 栈内存中存放地址指向堆 (heap) 内存中的对象。是按引用访问的

盗个图举个例子

js 不允许直接访问堆内存中的位置，因此我们不能直接操作对象的堆内存空间，所以栈中存的是一个指向堆内存的一个地址

当我们要访问堆内存中的引用数据类型时，实际上我们首先是从栈中获取了该对象的地址引用（或者地址指针），然后再从堆内存中取得我们需要的数据。

今天就堆栈队列的内容就大概说到这里下一篇博客在继续说一下，有什么说的不对或者不足的地方，请大家批评指正

正文完

堆堆栈上下文栈队列

发表至： javascript

2019-07-11

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