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,新加进去去的元素排在队列的尾部,元素不还才能从队列头部移除。

  亲戚亲戚亲戚.我.我 在前一篇文章中描述了何如用JavaScript来实现栈你这一数据形状,这里亲戚亲戚亲戚.我.我 对应地来实现队列。

function Queue() {
    let items = [];

    // 向队列加进去去元素(有二个多或多个)
    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();
    };

    // 返回队列中的第有二个多元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列是是是否是是为空
    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());
    };
}

  与栈的实现法律依据 之类,唯一不同的是从队列移除元素时取的是队列头部的元素(最先加进去去的),而栈则是取的顶部元素(最后加进去去的)。下面是或多或少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,亲戚亲戚亲戚.我.我 允许批量向队列中加进去去元素,为此亲戚亲戚亲戚.我.我 时需判断enqueue法律依据 的参数类型,可能参数是数组,则用concat()函数连接有二个多数组,可能参数都有数组,则直接用push()函数将元素加进去去到队列中。

  与栈的实现法律依据 一样,这里亲戚亲戚亲戚.我.我 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;
})();

  这有二个多版本的执行结果是一样的,它们的区别亲戚亲戚亲戚.我.我 在前一篇文章中可能提及过了,这里不再赘述。

优先队列

  所谓优先队列,顾名思义,就是说插入到队列中的元素可不时需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 = [];

    // 向队列加进去去元素(有二个多或多个)
    // 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;
                }
            }

            // 可能元素不出插入到队列中,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();
    };

    // 返回队列中的第有二个多元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列是是是否是是为空
    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}`);
        });
    };
}

  可不时需看后,唯一有区别的不还才能enqueue法律依据 。亲戚亲戚亲戚.我.我 规定所有加进去去到优先队列的元素都时需满足{element, priority}你这一JSON格式,以保证队列中的每有二个多元素都有有二个多priority属性来表示优先级。可能要加进去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。可能队列中所有元素的优先级比要加进去去的元素的优先级都高,则将元素加进去去到队列的末尾。亲戚亲戚亲戚.我.我 将print()法律依据 也做了或多或少调整,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John的优先级比其它有二个多低,好多好多 它被排在了最后边。实在Jack和Camila的优先级相同,或多或少Jack是在Camila以后 先插入到队列中的,好多好多 Jack排在了Camila以后 ,这也符合了亲戚亲戚亲戚.我.我 的预期。

循环队列

   亲戚亲戚亲戚.我.我 用有二个多小游戏“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}`);

  在你这一游戏中,亲戚亲戚亲戚.我.我 传入由二个名字组成的数组,用来表示参加游戏的五本人,数字7表示每一轮要传递的次数。在每有二个多过程中,亲戚亲戚亲戚.我.我 从队列头部取出有二个多元素加到队列的尾部,当次数用完的以后 ,将队列头部的元素取出来,作为你这一轮中被淘汰的人。让亲戚亲戚亲戚.我.我 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,或多或少传递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

  以后 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有二个多,你这一就是最后的赢家!

  下面是删改的执行结果:

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

   下一章亲戚亲戚亲戚.我.我 继续来看看何如用JavaScript来实现链表。