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,新加在的元素排在队列的尾部,元素可不还可不还可以不可不还可不还可以 从队列头部移除。

  让我们都都都儿在前一篇文章中描述了怎么用JavaScript来实现栈这种数据形态学 ,这里让我们都都都儿对应地来实现队列。

function Queue() {
    let items = [];

    // 向队列加在元素(有有一一三个

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();
    };

    // 返回队列中的第有有一一三个

元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列否有有为空
    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());
    };
}

  与栈的实现措施类式,唯一不同的是从队列移除元素时取的是队列头部的元素(最先加在的),而栈则是取的顶部元素(最后加在的)。下面是这种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,让我们都都都儿允许批量向队列中加在元素,为此让我们都都都儿不可不还可不还可以 判断enqueue措施的参数类型,否则 参数是数组,则用concat()函数连接有有一一三个 数组,否则 参数有的是数组,则直接用push()函数将元素加在到队列中。

  与栈的实现措施一样,这里让我们都都都儿也同样给出用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;
})();

  这有有一一三个 版本的执行结果是一样的,它们的区别让我们都都都儿在前一篇文章中否则 提及过了,这里不再赘述。

优先队列

  所谓优先队列,顾名思义,要是说插入到队列中的元素可不还可不还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,否则 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 = [];

    // 向队列加在元素(有有一一三个

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;
                }
            }

            // 否则

元素如此插入到队列中,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();
    };

    // 返回队列中的第有有一一三个

元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列否有有为空
    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}`);
        });
    };
}

  可不还可不还可以都看,唯一有区别的可不还可不还可以不可不还可不还可以 enqueue措施。让我们都都都儿规定所有加在到优先队列的元素都不可不还可不还可以 满足{element, priority}这种JSON格式,以保证队列中的每有有一一三个 元素有的是有有一一三个 priority属性来表示优先级。否则 要加在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。否则 队列中所有元素的优先级比要加在的元素的优先级都高,则将元素加在到队列的末尾。让我们都都都儿将print()措施也做了这种调整,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

  否则 John的优先级比其它有有一一三个 低,什么都有它被排在了最上方。虽然Jack和Camila的优先级相同,否则 Jack是在Camila以前先插入到队列中的,什么都有Jack排在了Camila以前,这也符合了让我们都都都儿的预期。

循环队列

   让我们都都都儿用有有一一三个 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}`);

  在这种游戏中,让我们都都都儿传入由三个名字组成的数组,用来表示参加游戏的五其他人,数字7表示每一轮要传递的次数。在每有有一一三个 过程中,让我们都都都儿从队列头部取出有有一一三个 元素加到队列的尾部,当次数用完的以前,将队列头部的元素取出来,作为这种轮中被淘汰的人。让让我们都都都儿来看一下具体的执行过程,一开始英文队列中的顺序是John, Jack, Camila, Ingrid, Carl,否则 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

  以前从队列中取出的是Camila。反复执行上述过程,直到队列中的元素只剩有有一一三个 ,这种要是最后的赢家!

  下面是完整篇 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

   下一章让我们都都都儿继续来看看怎么用JavaScript来实现链表。