数据结构——线性数据结构

一、什么叫数据结构

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。指的是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。-- 百度百科

比喻成一个企业的组织结构，组织结构其实就是部门与部门之间的关系结构。
数据结构就是用来描述数据与数据之间的关系
线性和非线性数据结构

二、常见的数据结构

按逻辑结构分类
线性结构：数据元素之间一对一的关系
```
 const arr = ['1', '2', '3'];
```
非线性结构：数据元素之间一对多的关系
按储存方式分类
顺序存储：Set、Array
散列存储：Map、Object
链式存储：链表
索引储存：SQL

三、线性数据结构——栈

栈是一种遵从先进后出 (LIFO) 原则的有序集合
栈的特点：只能在某一端（只有一个口子）添加或删除数据，遵循先进后出的原则
插入操作在栈中被称作入栈（push）
删除操作栈中被称作退栈（pop）
使用场景：方法调用，作用域
js模拟栈

class Stack {constructor () {this.stack = []}// 新增数据push (item) {return this.stack.push(item)}// 删除数据pop () {return this.stack.pop()}// 修改数据（栈中不能直接修改数据，需将数据取出后修改，再放回栈中）// 查 栈中只能读取最外层数据peek () {return this.stack[this.getSize() - 1]}// 获取栈内有多少条数据getSize () {return this.stack.length}// 检测栈内数据是否为空isEmpty () {return this.getSize() === 0}}

栈的应用：

有效的括号（力扣）

给定一个只包括’(’，’)’，’{’，’}’，’[’，’]'的字符串，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。

左括号必须以正确的顺序闭合。

注意空字符串可被认为是有效字符串。

解题思路

用栈模拟括号的顺序
可以创建一个对象，建立左右括号的对应关系，key 为左括号，value 为右括号
遍历字符串的每一个字符
如果是左括号，入栈
如果是右括号，判断栈顶的第一个元素与当前右括号是否对应？如果不对应，就返回 false
遍历完之后保证栈内为空

class Stack {constructor () {this.stack = []}// 新增数据push (item) {return this.stack.push(item)}// 删除数据pop () {return this.stack.pop()}// 修改数据（栈中不能直接修改数据，需将数据取出后修改，再放回栈中）// 查 栈中只能读取最外层数据peek () {return this.stack[this.getSize() - 1]}// 获取栈内有多少条数据getSize () {return this.stack.length}// 检测栈内数据是否为空isEmpty () {return this.getSize() === 0}}/**
* @description:
* @param {string} str
* @return: boolean
*/
let isValid = function (str) {// 创建一个对象，建立左右括号的对应关系，key 为左括号，value 为右括号const Map = {'{' : '}','(' : ')','[' : ']'}const myStack =  new Stack()for (item of str) {// 判断是否为左括号if (Map[item]) {myStack.push(item)} else {const last = myStack.pop()// 判断是是与之对应的右括号if (item !== Map[last]) return false}}// 保证栈内为空return myStack.getSize() === 0
}// isValid('()') // true
isValid('(]){}') // false

四、线性数据结构——队列

队列是一种遵从先进先出 (FIFO) 原则的有序集合
队列一个线性结构，特点是在某一端添加数据，在另一端删除数据，遵循先进先出的原则。
插入（insert）操作也称作入队（enqueue）
删除（delete）操作也被称为出队（dequeue)
js模拟队列

class Queue {constructor () {this.queue = []}// 入队（增）enQueue (item) {return this.queue.push(item)}// 出队（删）deQueue () {return this.queue.shift()}// 要修改队列中的数据也是需要将数局先取出来修改然后在将其放回// 获得队列中第一个数据getHeader () {return this.queue[0]}// 获取队列的大小getSize () {return this.queue.length}// 判断队列是否为空吗isEmpty () {return this.getSize() === 0}
}

队列的应用

数据流中的移动平均值（力扣）

给定一个整数数据流和一个窗口大小，根据该滑动窗口的大小，计算其所有整数的移动平均值。

示例:
MovingAverage m = new MovingAverage(3);
m.next(1) = 1
m.next(10) = (1 + 10) / 2
m.next(3) = (1 + 10 + 3) / 3
m.next(5) = (10 + 3 + 5) / 3

解题思路

使用队列添加整数
创建成员变量来保存计算的值
新增整数，进行入队操作
累加整数并保存
如果队列大小超出窗口大小，进行出队操作，并对成员变量进行减法。
返回平均值

class Queue {constructor () {this.queue = []}// 入队（增）enQueue (item) {return this.queue.push(item)}// 出队（删）deQueue () {return this.queue.shift()}// 要修改队列中的数据也是需要将数局先取出来修改然后在将其放回// 获得队列中第一个数据getHeader () {return this.queue[0]}// 获取队列的大小getSize () {return this.queue.length}// 判断队列是否为空吗isEmpty () {return this.getSize() === 0}
}let MovingAverage = function(size) {this.windowSize = sizethis.myQueue = new Queue()this.sum = 0console.log('0000')
}
/**
* @description:
* @param {number} val
* @return: {number}
*/
MovingAverage.prototype.next = function(val) {// 超出窗口大小就让第一个元素出队，累加和减去这个值if (this.myQueue.getSize() >= this.windowSize) {this.sum -= this.myQueue.getHeader()this.myQueue.deQueue()}this.myQueue.enQueue(val)this.sum += valconsole.log('sum', sum)return this.sum / this.myQueue.getSize()
}

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