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,新再加的元素排在队列的尾部,元素非要从队列头部移除。

  大家 在前一篇文章中描述了怎么能不能用JavaScript来实现栈你这个于于数据特征,这里大家 对应地来实现队列。

function Queue() {
    let items = [];

    // 向队列再加元素(一一还还有一个多多或多个)
    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();
    };

    // 返回队列中的第一一还还有一个多多元素
    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());
    };
}

  与栈的实现土办法 你这个于,唯一不同的是从队列移除元素时取的是队列头部的元素(最先再加的),而栈则是取的顶部元素(最后再加的)。下面是你这个于于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,大家 允许批量向队列中再加元素,为此大家 前要判断enqueue土办法 的参数类型,是因为 参数是数组,则用concat()函数连接一一还还有一个多多数组,是因为 参数全是数组,则直接用push()函数将元素再加到队列中。

  与栈的实现土办法 一样,这里大家 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;
})();

  你这个于于一还还有一个多多版本的执行结果是一样的,它们的区别大家 在前一篇文章中是因为 提及过了,这里不再赘述。

优先队列

  所谓优先队列,顾名思义,你这个于于说插入到队列中的元素还前要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,是因为 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 = [];

    // 向队列再加元素(一一还还有一个多多或多个)
    // 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;
                }
            }

            // 是因为

元素这么

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();
    };

    // 返回队列中的第一一还还有一个多多元素
    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}`);
        });
    };
}

  还前要看多,唯一有区别的非要enqueue土办法 。大家 规定所有再加到优先队列的元素都前要满足{element, priority}你这个于于JSON格式,以保证队列中的每一一还还有一个多多元素全是一一还还有一个多多priority属性来表示优先级。是因为 要再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。是因为 队列中所有元素的优先级比要再加的元素的优先级都高,则将元素再加到队列的末尾。大家 将print()土办法 也做了你这个于于调整,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

  是因为 John的优先级比其它一一还还有一个多多低,你这个于于它被排在了最上端。虽然Jack和Camila的优先级相同,有时候Jack是在Camila事先先插入到队列中的,你这个于于Jack排在了Camila事先,这也符合了大家 的预期。

循环队列

   大家 用一一还还有一个多多小游戏“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}`);

  在你这个于于游戏中,大家 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被委托人,数字7表示每一轮要传递的次数。在每一一还还有一个多多过程中,大家 从队列头部取出一一还还有一个多多元素加到队列的尾部,当次数用完的事先,将队列头部的元素取出来,作为你这个于于轮中被淘汰的人。让大家 来看一下具体的执行过程,一始于英语 队列中的顺序是John, Jack, Camila, Ingrid, Carl,有时候传递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

  事先从队列中取出的是Camila。反复执行上述过程,直到队列中的元素只剩一一还还有一个多多,你这个于于你这个于于最后的赢家!

  下面是完整性的执行结果:

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

   下一章大家 继续来看看怎么能不能用JavaScript来实现链表。