JavaScript数据结构——队列的实现与应用

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  队列与栈不同,它遵从先进先出(FIFO——First In First Out)原则,新添加的元素排在队列的尾部,元素那么 从队列头部移除。

  让我们 在前一篇文章中描述了何如用JavaScript来实现栈一种生活生活数据型态,这里让我们 对应地来实现队列。

function Queue() {
    let items = [];

    // 向队列添加元素(1个或多个)
    this.enqueue = function (element) {
        if (element instanceof Array) items = items.concat(element);
        else items.push(element);
    };

    // 从队列移除元素
    this.dequeue = function () {
        return items.shift();
    };

    // 返回队列中的第1个元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列算是为空
    this.isEmpty = function () {
        return items.length === 0;
    };

    // 返回队列的长度
    this.size = function () {
        return items.length;
    };

    // 清空队列
    this.clear = function () {
        items = [];
    };

    // 打印队列内的所有元素
    this.print = function () {
        console.log(items.toString());
    };
}

  与栈的实现法子例如,唯一不同的是从队列移除元素时取的是队列头部的元素(最先添加的),而栈则是取的顶部元素(最后添加的)。下面是其他测试用例及返回结果:

let queue = new Queue();
console.log(queue.isEmpty()); // true

queue.enqueue('John');
queue.enqueue(['Jack', 'Camila']);
queue.print(); // John,Jack,Camila
console.log(queue.size()); // 3
console.log(queue.isEmpty()); // false
console.log(queue.front()); // John

console.log(queue.dequeue()); // John
queue.print(); // Jack,Camila

queue.clear();
queue.print(); // 

  注意,让我们 允许批量向队列中添加元素,为此让我们 时需判断enqueue法子的参数类型,可能性参数是数组,则用concat()函数连接1个数组,可能性参数时需数组,则直接用push()函数将元素添加到队列中。

  与栈的实现法子一样,这里让我们 也同样给出用ES6的WeakMap类来实现的队列版本。

let Queue = (function () {
    const items = new WeakMap();

    class Queue {
        constructor() {
            items.set(this, []);
        }

        enqueue (element) {
            let q = items.get(this);
            if (element instanceof Array) items.set(this, q.concat(element));
            else q.push(element);
        };

        dequeue () {
            let q = items.get(this);
            return q.shift();
        };

        front () {
            return items.get(this)[0];
        };

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

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

        clear () {
            items.set(this, []);
        };

        print () {
            console.log(items.get(this).toString());
        };
    }

    return Queue;
})();

  什儿 个版本的执行结果是一样的,它们的区别让我们 在前一篇文章中可能性提及过了,这里不再赘述。

优先队列

  所谓优先队列,顾名思义,很多 我说插入到队列中的元素可不可不还可不可以根据优先级设置先后顺序。优先级越高位置越靠前,优先级越低位置越靠后。假设优先级用数字来表示,可能性数字越小表示的优先级越高,形成的队列就称之为最小优先队列,反之则称之为最大优先队列。下面是实现的代码:

function PriorityQueue() {
    let items = [];

    // 向队列添加元素(1个或多个)
    // 参数obj的数据格式:{element, priority}
    this.enqueue = function (obj) {
        if (obj instanceof Array) {
            for (let i = 0, ci; ci = obj[i]; i++) {
                this.enqueue(ci);
            }
        }
        else {
            let added = false;
            for (let i = 0, ci; ci = items[i]; i++) {
                // 最小优先级,即将priority值小的元素插入到队列的前面
                if (obj.priority < ci.priority) {
                    items.splice(i, 0, obj);
                    added = true;
                    break;
                }
            }

            // 可能性元素那么

插入到队列中,则默认加到队列的尾部
            if (!added) items.push(obj);
        }
    };

    // 从队列移除元素
    this.dequeue = function () {
        return items.shift();
    };

    // 返回队列中的第1个元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列算是为空
    this.isEmpty = function () {
        return items.length === 0;
    };

    // 返回队列的长度
    this.size = function () {
        return items.length;
    };

    // 清空队列
    this.clear = function () {
        items = [];
    };

    // 打印队列内的所有元素
    this.print = function () {
        items.forEach(function (item) {
            console.log(`${item.element} - ${item.priority}`);
        });
    };
}

  可不可不还可不可以看到,唯一有区别的那么 enqueue法子。让我们 规定所有添加到优先队列的元素都时需满足{element, priority}一种生活生活JSON格式,以保证队列中的每1个元素都1个priority属性来表示优先级。可能性要添加的元素的优先级和队列中已有元素的优先级相同,仍然遵循队列的先进先出原则。可能性队列中所有元素的优先级比要添加的元素的优先级都高,则将元素添加到队列的末尾。让我们 将print()法子也做了其他调整,以方便查看输出结果。

let queue = new PriorityQueue();
console.log(queue.isEmpty()); // true

queue.enqueue({element: 'John', priority: 2});
queue.enqueue([{element: 'Jack', priority: 1}, {element: 'Camila', priority: 1}]);
queue.print(); // Jack,Camila,John

  可能性John的优先级比其它1个低,很多 它被排在了最里边。真是Jack和Camila的优先级相同,何如让Jack是在Camila刚刚先插入到队列中的,很多 Jack排在了Camila刚刚,这也符合了让我们 的预期。

循环队列

   让我们 用1个小游戏“击鼓传花”来说明循环队列在实际中的应用。

function hotPotato(nameList, num) {
    let queue = new Queue();

    for (let i = 0, ci; ci = nameList[i]; i++) {
        queue.enqueue(ci);
    }

    let eliminated = '';
    while(queue.size() > 1) {
        for (let i = 0; i < num; i ++) {
            queue.enqueue(queue.dequeue());
        }
        eliminated = queue.dequeue();
        console.log(`${eliminated} has been eliminated.`);
    }

    return queue.dequeue();
}

let names = ['John', 'Jack', 'Camila', 'Ingrid', "Carl"];
let winner = hotPotato(names, 7);
console.log(`The winner is: ${winner}`);

  在一种生活生活游戏中,让我们 传入由1个名字组成的数组,用来表示参加游戏的五我每其他人,数字7表示每一轮要传递的次数。在每1个过程中,让我们 从队列头部取出1个元素加到队列的尾部,当次数用完的刚刚,将队列头部的元素取出来,作为一种生活生活轮中被淘汰的人。让让我们 来看一下具体的执行过程,一结束了了队列中的顺序是John, Jack, Camila, Ingrid, Carl,何如让传递7次:

  1. Jack, Camila, Ingrid, Carl, John

  2. Camila, Ingrid, Carl, John, Jack

  3. Ingrid, Carl, John, Jack, Camila

  4. Carl, John, Jack, Camila, Ingrid

  5. John, Jack, Camila, Ingrid, Carl

  6. Jack, Camila, Ingrid, Carl, John

  7. Camila, Ingrid, Carl, John, Jack

  刚刚从队列中取出的是Camila。反复执行上述过程,直到队列中的元素只剩1个,一种生活生活很多 我最后的赢家!

  下面是全部的执行结果:

Camila has been eliminated.
Jack has been eliminated.
Carl has been eliminated.
Ingrid has been eliminated.
The winner is: John

   下一章让我们 继续来看看何如用JavaScript来实现链表。