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上周，我们第一次体验了编程风格的练习。 请记住，目标是编写一个简单的程序，但要遵守一些约束。 先前的限制是只有一个变量可用，即数组。 对于像Kotlin这样的静态类型的语言，在使用它们之前，需要将大量的变量强制转换为正确的类型。
本周，约束条件是极端的，但有所不同。 除了两个数组，我们还有两个可用的数据结构：
- 哈希图-也称为字典或关联数组-称为堆
- 一个恰当地命名为...的堆栈
目标是在堆栈上执行所有操作，并且仅在必要时在堆上存储数据。 幸运的是，我曾经参加过关于非主流语言的主题演讲，包括基于堆栈的语言PostScript。 因此，我对基于堆栈的语言如何工作有些熟悉。 但是，如果您对它们一无所知，我相信这篇文章将会很有趣。
这是第2 次后，在编程风格焦点series.Other职位的练习包括：
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堆栈和基于堆栈的语言快速入门
我假设您对称为Stack的数据结构有些熟悉。 这是一个专门的队列，具有先进先出，语义先进的语义。 类似于一堆板：假设将板A放在堆栈上，然后将板B再放在板C上。一个人只能从堆栈中将板放在顶部：因此，顺序将是C，然后是B，然后是一个。
同样，基于堆栈的语言将变量放在堆栈上。 要调用一个函数，首先需要将参数压入堆栈，然后才调用函数。 然后，一个函数将从堆栈中弹出其参数，并将结果压入堆栈。
一个简单的加法将转换为以下伪代码：
PUT 1
PUT 2
ADD 这样，函数ADD将弹出2 ，然后弹出1 ，将它们求和并将结果压入堆栈。
在Kotlin中，这可能会翻译为以下内容：
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push((stack.pop()asInt)+(stack.pop()asInt)
) 可以创建一个add()函数：
funadd()=stack.push((stack.pop()asInt)+(stack.pop()asInt)
)stack.push(1)
stack.push(2)
add()练习中的堆栈
程序的开头是一个很好的示例，可以理解如何超越上述简单示例：
funrun(filename:String):Map<*,*>{stack.push(filename) (1)readFile()filterChars()...
}funreadFile(){valf=read(stack.pop()asString) (2)stack.push(f) (3)
}- 将作为参数传递的文件名压入堆栈
- 弹出文件名并读取文件内容
- 将文件行推入堆栈
read()函数将文件名作为参数，因为它是所有章节之间共享的共享实用程序函数。 如果要完全遵守约束，则应将其更改为不接受任何参数，并从堆栈中获取文件名。 其他功能不带参数，并严格遵守规则。
funfilterChars(){stack.push( (1)(stack.pop()asList<*>) (2).map{"\\W|_".toRegex().replace(itasString," ")} (3).map(String::toLowerCase)) (3)
}- 将处理结果压入堆栈
- 弹出文本行作为
List进行处理 - 处理字符串
现在，此功能几乎完全符合锻炼的精神。
为下一步做准备
实际上，以前的代码在我看来有点作弊： map()是Kotlin的stdlib中的函数，应在堆栈上实现。
这需要两个可以通过Kotlin扩展功能实现的帮助程序功能：
- 一个
extend()方法（类似于Python），它获取一个集合，并将其所有元素压入堆栈：fun<T>Stack<T>.extend(iterable:Iterable<T>){iterable.forEach{push(it)} } - 一个
swap()方法，用于交换堆栈中前两个元素的位置：funStack<Any>.swap(){vala=pop() (1)valb=pop() (1)push(a)push(b) }- 通常应禁止使用局部变量，而应使用堆。 但是，我允许自己使用这个小捷径，因为它看起来更好，并且变化不大。
整个九码
最简单的部分是通过用extend()替换push()来更新readFile()函数的实现：
funreadFile(){valf=read(stack.pop()asString)stack.extend(f) (1)
}- 此时，堆栈应在读取文件中每行文本包含一个元素
下一步需要从堆栈中弹出每个字符串，对其进行处理，然后将其推回。 但是，由于堆栈的性质，处理后的字符串将放回顶部。 并且只能访问顶部字符串。 我们可以使用堆而不是将字符串推回堆栈上，但这会作弊...
完全符合堆栈要求的替代方法如下：
- 将可变列表压入堆栈
- 重复以下步骤，直到堆栈上只有一个元素
- 交换前两个元素-列表和字符串
- 弹出第一个元素-这将是要处理的字符串
- 处理字符串
- 弹出现在的第一个元素-这将是列表
- 将处理后的字符串添加到列表中
- 将列表推回堆栈
- 最后，弹出包含所有已处理字符串的列表
- 并将其内容作为单独的字符串压入堆栈
还有另外一招。 要将元素添加到可变列表，API为list.add(string) 。 在堆栈上，这将转换为stack.pop().add(stack.pop()) 。 这意味着列表应该是堆栈中的第一项。 但是，我们过程的顺序相反：第一个项目应该是字符串，第二个应该是列表。 因此，我们需要一个函数来反转调用者（列表）和被调用者（字符串）的顺序。 这可以通过另一个扩展功能轻松完成：
fun<T>T.addTo(collection:MutableCollection<T>)=collection.also{it.add(this)}相关的实现是：
funfilterChars(){stack.push(mutableListOf<String>())while(stack.size>1){stack.swap()stack.push("\\W|_".toRegex().replace((stack.pop()asString)," ").toLowerCase().addTo(stack.pop()asMutableList<Any>))}stack.extend(stack.pop()asMutableList<Any>)
} 将一个集合压入堆栈，交换，迭代弹出直到堆栈上只剩下一个元素，然后将结果压入堆栈的技巧，因为单个项目可以在其他函数中复制。 它仅需要其他扩展功能，具体取决于集合的类型， 例如 MutableMap 。
其他注意事项
还有一些其他注意事项值得一提。
评价
评估堆栈中一项的第一种方法是将其弹出，将其存储在堆中，然后在必要时将其再次推回。 可以通过使用peek()方法来避免这种情况： peek()允许获取对堆栈中第一个项目的引用，但不会从堆栈中弹出它-它仍然存在。
if((stack.peek()asString).length<2){// Do something
}过滤
评估用于过滤项目。 要从堆栈中丢弃物品，只需将其弹出...就可以了。
if((stack.peek()asString).length<2)stack.pop() (1)
else(heap["words"]asMutableList<Any>).add(stack.pop()) (2)- 筛选出项目
- 将项目存储在堆上
自定义堆栈实现
本章的另一项任务是创建自己的堆栈实现。 JDK中提供的默认Stack类存在一些问题：
- 它继承自
AbsractList，从而实现List！ 这意味着，尽管它提供了特定于堆栈的方法，例如pop()和push()，但它也从整个继承层次结构中泄漏了许多无关的方法，例如add()和remove()。 尽管我们的代码没有使用那些不相关的方法，但这仍然是一个糟糕的设计决策。 - 它的父类是
Vector。 虽然每本身不会被弃用，这类下跌的青睐，因为在其使用的synchronized关键字。 从纯粹的性能角度来看，最好使用标准的ArrayList。 如果需要线程安全，则可以在其周围使用Collections.synchronizedList()。
由于设计和性能这两个原因，很少使用默认的Stack实现。
从设计的角度来看，自定义堆栈的合同非常简单：
interfaceStack<T>{valsize:Intfunpush(t:T?)funpop():Tfunpeek():TfunisNotEmpty()
} 从性能的角度看，看起来链表实现就足够了。 有没有搜索，仅添加/移除的第一个元素：在链接列表中的搜索是O（n），而添加和删除所述第一元件只O（1）。 JDK API提供了一个链接列表的实现，恰当地命名为LinkedList 。 使用它作为我们自定义堆栈合同中的委托是一件容易的事：
classStack<T>{privatevallist=LinkedList<T>()valsize:Intget()=list.sizefunpush(t:T?)=list.addFirst(t)funpop():T=list.removeFirst()funpeek():T=list.peekFirst()funisNotEmpty()=list.isNotEmpty()
}结论
与上周的单个数组约束相比，代码库中需要的强制转换更少。
另一方面，堆栈机制要花一些时间来习惯，特别是如果要避免使用堆时：相关的心理健美操很有趣，尤其是交换。
更进一步：
- 面向堆栈的编程
- 通用数据结构操作
翻译自: https://blog.frankel.ch/exercises-programming-style/2/
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