如何创建可合并堆栈？

在计算机科学中，堆栈是一种非常重要的数据结构，它是一种“后进先出”（LIFO）的数据结构，通常用于保存临时数据或函数调用的上下文。而可合并堆栈是指可以将两个堆栈合并成一个新的堆栈的数据结构。本文将介绍如何创建一个可合并堆栈。

实现

在实现可合并堆栈时，我们需要先定义我们的堆栈数据结构。一个简单的堆栈可以用数组来实现：

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

  push(item) {
    this.items.push(item);
  }

  pop() {
    return this.items.pop();
  }

  peek() {
    return this.items[this.items.length - 1];
  }

  isEmpty() {
    return this.items.length === 0;
  }

  size() {
    return this.items.length;
  }
}

我们用一个类来封装我们的堆栈，其中 push 方法用于将新元素添加到堆栈，pop 方法用于从堆栈中弹出元素，peek 方法返回堆栈的顶部元素，而 isEmpty 和 size 方法则用于检查堆栈是否为空以及堆栈的大小。

现在我们来实现可合并堆栈。我们将为每个堆栈添加一个 id 属性，以便我们可以轻松地查找两个堆栈是否可以合并。我们还将添加一个 merge 方法，该方法将两个堆栈合并成一个新的堆栈。

class MergeableStack {
  constructor() {
    this.stacks = [];
  }

  push(item, stackId) {
    const stack = this.stacks.find(s => s.id === stackId);

    if (!stack) {
      const newStack = new Stack();
      newStack.id = stackId;
      newStack.push(item);
      this.stacks.push(newStack);
    } else {
      stack.push(item);
    }
  }

  pop(stackId) {
    const stack = this.stacks.find(s => s.id === stackId);

    if (!stack) {
      return null;
    }

    const item = stack.pop();

    if (stack.isEmpty()) {
      this.stacks = this.stacks.filter(s => s.id !== stackId);
    }

    return item;
  }

  peek(stackId) {
    const stack = this.stacks.find(s => s.id === stackId);

    if (!stack) {
      return null;
    }

    return stack.peek();
  }

  isEmpty(stackId) {
    const stack = this.stacks.find(s => s.id === stackId);

    if (!stack) {
      return true;
    }

    return stack.isEmpty();
  }

  size(stackId) {
    const stack = this.stacks.find(s => s.id === stackId);

    if (!stack) {
      return 0;
    }

    return stack.size();
  }

  merge(stackId1, stackId2, newStackId) {
    const stack1Index = this.stacks.findIndex(s => s.id === stackId1);
    const stack2Index = this.stacks.findIndex(s => s.id === stackId2);

    if (stack1Index === -1 || stack2Index === -1) {
      return null;
    }

    const stack1 = this.stacks[stack1Index];
    const stack2 = this.stacks[stack2Index];
    const newStack = new Stack();
    newStack.id = newStackId;

    while (!stack1.isEmpty()) {
      newStack.push(stack1.pop());
    }

    while (!stack2.isEmpty()) {
      newStack.push(stack2.pop());
    }

    this.stacks.splice(stack1Index, 1);
    this.stacks.splice(stack2Index, 1);
    this.stacks.push(newStack);

    return newStackId;
  }
}

我们用一个类来封装我们的可合并堆栈，其中 push、pop、peek、isEmpty 和 size 方法与普通堆栈的实现基本相同。而我们添加的 merge 方法用于将两个堆栈合并成一个新的堆栈。这个方法首先确定两个要合并的堆栈，并将它们的所有元素弹出并添加到一个新的堆栈中。最后，它删除原始的两个堆栈，并将新的堆栈添加到可合并堆栈的内部存储中。

使用

现在我们来测试一下我们的可合并堆栈。

const stack = new MergeableStack();

stack.push(1, 'A');
stack.push(2, 'A');
console.log(stack.pop('A')); // 2

stack.push(3, 'B');
stack.push(4, 'B');
console.log(stack.pop('B')); // 4

stack.merge('A', 'B', 'C');

console.log(stack.peek('C')); // 3

console.log(stack.pop('C')); // 3
console.log(stack.pop('C')); // 1
console.log(stack.isEmpty('C')); // true

我们创建了一个可合并堆栈，并且将数值 1 和 2 分别添加到 A 堆栈中。接着，我们添加数值 3 和 4 到 B 堆栈中。接着，我们使用 merge 方法将 A 和 B 堆栈合并到 C 堆栈中。最后，我们弹出并验证了新的 C 堆栈的元素。

总结

在本文中，我们介绍了如何创建可合并堆栈。我们首先介绍了堆栈数据结构及其基本操作，然后介绍了可合并堆栈的实现和基本操作。最后我们演示了如何使用可合并堆栈。