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,新打上去的元素排在队列的尾部,元素只有从队列头部移除。

  亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 在前一篇文章中描述了如可用JavaScript来实现栈這個数据底部形态,这里亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 对应地来实现队列。

function Queue() {
    let items = [];

    // 向队列打上去元素(一另一另还还有一个或多个)
    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();
    };

    // 返回队列中的第一另一另还还有一个元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列是有无为空
    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());
    };
}

  与栈的实现法子這個于,唯一不同的是从队列移除元素时取的是队列头部的元素(最先打上去的),而栈则是取的顶部元素(最后打上去的)。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,亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 允许批量向队列中打上去元素,为此亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 需用判断enqueue法子的参数类型,将会参数是数组,则用concat()函数连接另一另还还有一个数组,将会参数有无数组,则直接用push()函数将元素打上去到队列中。

  与栈的实现法子一样,这里亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 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;
})();

  这另一另还还有一个版本的执行结果是一样的,它们的区别亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 在前一篇文章中将会提及过了,这里不再赘述。

优先队列

  所谓优先队列,顾名思义,我希望说插入到队列中的元素可不可以 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,将会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 = [];

    // 向队列打上去元素(一另一另还还有一个或多个)
    // 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;
                }
            }

            // 将会元素越来越插入到队列中,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();
    };

    // 返回队列中的第一另一另还还有一个元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列是有无为空
    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}`);
        });
    };
}

  可不可以 想看 ,唯一有区别的只有enqueue法子。亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 规定所有打上去到优先队列的元素都需用满足{element, priority}這個JSON格式,以保证队列中的每一另一另还还有一个元素有无一另一另还还有一个priority属性来表示优先级。将会要打上去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。将会队列中所有元素的优先级比要打上去的元素的优先级都高,则将元素打上去到队列的末尾。亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 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

  将会John的优先级比其它另一另还还有一个低,统统有它被排在了最上面。虽然Jack和Camila的优先级相同,很久 Jack是在Camila很久 先插入到队列中的,统统有Jack排在了Camila很久 ,这也符合了亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 的预期。

循环队列

   亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 用一另一另还还有一个小游戏“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}`);

  在這個游戏中,亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 传入由还还有一个名字组成的数组,用来表示参加游戏的五另一方,数字7表示每一轮要传递的次数。在每一另一另还还有一个过程中,亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 从队列头部取出一另一另还还有一个元素加到队列的尾部,当次数用完的很久 ,将队列头部的元素取出来,作为這個轮中被淘汰的人。让亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 来看一下具体的执行过程,一时候开始队列中的顺序是John, Jack, Camila, Ingrid, Carl,很久 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

  很久 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一另一另还还有一个,這個我希望最后的赢家!

  下面是详细的执行结果:

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

   下一章亲戚亲戚我们歌词 歌词 歌词 歌词 歌词 继续来看看如可用JavaScript来实现链表。