如何用JavaScript算法统计自定义Stack对象的元素数量？

问题背景 #

需要编写JavaScript算法统计Stack对象的元素数量，该Stack提供以下方法：

• stack：存储零或多个值的栈实例
• .pop()：弹出栈顶元素并返回
• .push()：向栈顶压入元素
• .peek()：查看栈顶元素，不修改栈结构

尝试直接访问stack.length返回undefined，代码如下：

function countValues(stack) {
  return stack.length
}

Stack类的实现代码：

class Stack {
  constructor(...values) {
    const data = {};
    let index = 0;
    this.push = function (value) {
      if (arguments.length < 1) {
        throw new TypeError('stack.push() requires a value argument');
      }
      if (typeof value === 'undefined') {
        throw new TypeError('stack.push(value) received undefined');
      }
      data[index] = value;
      index++;
    };
    this.pop = function () {
      const last = index - 1;
      if (last < 0) return;
      const value = data[last];
      delete data[last];
      index = last;
      return value;
    };
    this.peek = function () {
      const last = index - 1;
      if (last < 0) return;
      return data[last];
    };
    this.print = function () {
      if (index === 0) {
        return 'Stack { <empty> }';
      }
      let output = ' }';
      let last = index - 1;
      for (; last > 0; last--) {
        output = ' <- ' + JSON.stringify(data[last]) + output;
      }
      output = JSON.stringify(data[last]) + output;
      return 'Stack { ' + output;
    };
    for (let i = 0; i < values.length; i++) {
      this.push(values[i]);
    }
    Object.freeze(this);
  }
}

问题原因 #

当前Stack类的元素计数依赖构造函数内的私有变量index，但没有将其作为实例属性或getter暴露出来，因此直接访问stack.length会得到undefined。

解决方案 #

方案1：修改Stack类，添加length属性 #

在Stack构造函数中，通过Object.defineProperty添加length的getter方法，这样外部就能直接通过stack.length获取元素数量：

class Stack {
  constructor(...values) {
    const data = {};
    let index = 0;
    this.push = function (value) {
      if (arguments.length < 1) {
        throw new TypeError('stack.push() requires a value argument');
      }
      if (typeof value === 'undefined') {
        throw new TypeError('stack.push(value) received undefined');
      }
      data[index] = value;
      index++;
    };
    this.pop = function () {
      const last = index - 1;
      if (last < 0) return;
      const value = data[last];
      delete data[last];
      index = last;
      return value;
    };
    this.peek = function () {
      const last = index - 1;
      if (last < 0) return;
      return data[last];
    };
    this.print = function () {
      if (index === 0) {
        return 'Stack { <empty> }';
      }
      let output = ' }';
      let last = index - 1;
      for (; last > 0; last--) {
        output = ' <- ' + JSON.stringify(data[last]) + output;
      }
      output = JSON.stringify(data[last]) + output;
      return 'Stack { ' + output;
    };
    for (let i = 0; i < values.length; i++) {
      this.push(values[i]);
    }
    // 添加length属性的getter
    Object.defineProperty(this, 'length', {
      get: () => index,
      enumerable: true
    });
    Object.freeze(this);
  }
}

修改后，原countValues函数即可正常工作：

function countValues(stack) {
  return stack.length;
}

方案2：不修改Stack类，通过现有方法统计 #

如果无法修改Stack类，可以通过临时存储栈元素的方式统计数量，最后恢复原栈结构：

function countValues(stack) {
  let count = 0;
  const tempStack = [];
  
  // 弹出所有元素并计数
  while (stack.peek() !== undefined) {
    tempStack.push(stack.pop());
    count++;
  }
  
  // 将元素重新压回原栈
  while (tempStack.length > 0) {
    stack.push(tempStack.pop());
  }
  
  return count;
}

这个方法利用peek()判断栈是否为空，通过临时数组保存弹出的元素，统计完成后再将元素按原顺序压回栈，不会改变栈的初始状态。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者poopmachine