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,元素只有从队列头部移除。

  朋友在前一篇文章中描述了怎样才能用JavaScript来实现栈你什儿 数据价值形式,这里朋友对应地来实现队列。

function Queue() {
    let items = [];

    // 向队列添加元素(一有一个或多个)
    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();
    };

    // 返回队列中的第一有一个元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列与否为空
    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());
    };
}

  与栈的实现最好的妙招什儿 ,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)。下面是一些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,朋友允许批量向队列中添加元素,为此朋友还要判断enqueue最好的妙招的参数类型,机会参数是数组,则用concat()函数连接一有一个数组,机会参数删剪都是数组,则直接用push()函数将元素添加到队列中。

  与栈的实现最好的妙招一样,这里朋友也同样给出用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 有一个版本的执行结果是一样的,它们的区别朋友在前一篇文章中机会提及过了,这里不再赘述。

优先队列

  所谓优先队列,顾名思义,有之后 说插入到队列中的元素能只有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,机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 = [];

    // 向队列添加元素(一有一个或多个)
    // 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;
                }
            }

            // 机会元素只有

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();
    };

    // 返回队列中的第一有一个元素
    this.front = function () {
        return items[0];
    };

    // 判断队列与否为空
    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}`);
        });
    };
}

  能只有看多,唯一有区别的只有enqueue最好的妙招。朋友规定所有添加到优先队列的元素都还要满足{element, priority}你什儿 JSON格式,以保证队列中的每一有一个元素删剪都是一有一个priority属性来表示优先级。机会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。机会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。朋友将print()最好的妙招也做了一些调整,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

  机会John的优先级比其它一有一个低,全都它被排在了最里边。其实Jack和Camila的优先级相同,有之后 Jack是在Camila可是先插入到队列中的,全都Jack排在了Camila可是,这也符合了朋友的预期。

循环队列

   朋友用一有一个小游戏“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}`);

  在你什儿 游戏中,朋友传入由一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。在每一有一个过程中,朋友从队列头部取出一有一个元素加到队列的尾部,当次数用完的可是,将队列头部的元素取出来,作为你什儿 轮中被淘汰的人。让朋友来看一下具体的执行过程,一刚开始了了队列中的顺序是John, Jack, Camila, Ingrid, Carl,有之后 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

  可是从队列中取出的是Camila。反复执行上述过程,直到队列中的元素只剩一有一个,你什儿 有之后 最后的赢家!

  下面是删剪的执行结果:

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

   下一章朋友继续来看看怎样才能用JavaScript来实现链表。