JavaScript实现队列结构(Queue)
一、队列简介
队列是是一种受限的线性表,特点为先进先出(FIFO:first in first out)。
- 受限之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作;
- 在表的后端(rear)进行插入操作;
相当于排队买票,先来的先买票,后来的后买票。
队列的应用:
- 打印队列:计算机打印多个文件的时候,需要排队打印;
- 线程队列:当开启多线程时,当新开启的线程所需的资源不足时就先放入线程队列,等待CPU处理;
队列类的实现:
队列的实现和栈一样,有两种方案:
- 基于数组实现;
- 基于链表实现;
队列的常见操作:
- enqueue(element):向队列尾部添加一个(或多个)新的项;
- dequeue():移除队列的第一(即排在队列最前面的)项,并返回被移除的元素;
- front():返回队列中的第一个元素——最先被添加,也将是最先被移除的元素。队列不做任何变动(不移除元素,只返回元素信息与Stack类的peek方法非常类似);
- isEmpty():如果队列中不包含任何元素,返回true,否则返回false;
- size():返回队列包含的元素个数,与数组的length属性类似;
- toString():将队列中的内容,转成字符串形式;
二、封装队列类
2.1.代码实现
// 基于数组封装队列类
function Queue() {
// 属性
this.items = []
// 方法
// 1.enqueue():将元素加入到队列中
Queue.prototype.enqueue = element => {
this.items.push(element)
}
// 2.dequeue():从队列中删除前端元素
Queue.prototype.dequeue = () => {
return this.items.shift()
}
// 3.front():查看前端的元素
Queue.prototype.front = () => {
return this.items[0]
}
// 4.isEmpty:查看队列是否为空
Queue.prototype.isEmpty = () => {
return this.items.length == 0;
}
// 5.size():查看队列中元素的个数
Queue.prototype.size = () => {
return this.items.length
}
// 6.toString():将队列中元素以字符串形式输出
Queue.prototype.toString = () => {
let resultString = ''
for (let i of this.items){
resultString += i + ' '
}
return resultString
}
}
测试代码:
// 创建队列
let queue = new Queue()
// 将元素加入到队列中
queue.enqueue('a')
queue.enqueue('b')
queue.enqueue('c')
queue.enqueue('d')
console.log(queue); //58
// 从队列中删除元素
queue.dequeue()
console.log(queue); //62
queue.dequeue()
console.log(queue); //64
//front
console.log(queue.front()); //67
// 验证其他方法
console.log(queue.isEmpty()); //70
console.log(queue.size()); //71
console.log(queue.toString()); //72
测试结果:
2.2.队列的应用
使用队列实现小游戏:击鼓传花,传入一组数据和设定的数字num,循环遍历数组内元素,遍历到的元素为指定数字num时将该元素删除,直至数组剩下一个元素。
代码实现:
// 队列应用:面试题:击鼓传花
let passGame = (nameList, num) => {
//1.创建队列结构
let queue = new Queue()
//2.将所有人依次加入队列
// 这是ES6的for循环写法,i相当于nameList[i]
for(let i of nameList){
queue.enqueue(i)
}
// 3.开始数数
while(queue.size() > 1){//队列中只剩1个人就停止数数
// 不是num的时候,重新加入队列末尾
// 是num的时候,将其从队列中删除
// 3.1.num数字之前的人重新放入队列的末尾(把队列前面删除的加到队列最后)
for(let i = 0; i< num-1; i++ ){
queue.enqueue(queue.dequeue())
}
// 3.2.num对应这个人,直接从队列中删除
/*
思路是这样的,由于队列没有像数组一样的下标值不能直接取到某一元素,所以采用,把num前面的num-1个元素先删除后添加到队列末尾,这样第num个元素就排到了队列的最前面,可以直接使用dequeue方法进行删除
*/
queue.dequeue()
}
//4.获取剩下的那个人
console.log(queue.size()); //104
let endName = queue.front()
console.log('最终剩下的人:' + endName); //106
return nameList.indexOf(endName);
}
//5.测试击鼓传花
let names = ['lily', 'lucy', 'Tom', 'Lilei', 'Tony']
console.log(passGame(names, 3)); //113
测试结果:
三、优先队列
优先级队列主要考虑的问题为:
- 每个元素不再只是一个数据,还包含数据的优先级;
- 在添加数据过程中,根据优先级放入到正确位置;
3.1.优先级队列的实现
代码实现:
// 封装优先级队列
function PriorityQueue() {
//内部类:在类里面再封装一个类;表示带优先级的数据
function QueueElement(element, priority) {
this.element = element;
this.priority = priority;
}
// 封装属性
this.items = []
// 1.实现按照优先级插入方法
PriorityQueue.prototype.enqueue = (element, priority) => {
// 1.1.创建QueueElement对象
let queueElement = new QueueElement(element, priority)
// 1.2.判断队列是否为空
if(this.items.length == 0){
this.items.push(queueElement)
}else{
// 定义一个变量记录是否成功添加了新元素
let added = false
for(let i of this.items){
// 让新插入的元素与原有元素进行优先级比较(priority越小,优先级越大)
if(queueElement.priority < i.priority){
this.items.splice(i, 0, queueElement)
added = true
// 新元素已经找到插入位置了可以使用break停止循环
break
}
}
// 新元素没有成功插入,就把它放在队列的最前面
if(!added){
this.items.push(queueElement)
}
}
}
// 2.dequeue():从队列中删除前端元素
PriorityQueue.prototype.dequeue = () => {
return this.items.shift()
}
// 3.front():查看前端的元素
PriorityQueue.prototype.front = () => {
return this.items[0]
}
// 4.isEmpty():查看队列是否为空
PriorityQueue.prototype.isEmpty = () => {
return this.items.length == 0;
}
// 5.size():查看队列中元素的个数
PriorityQueue.prototype.size = () => {
return this.items.length
}
// 6.toString():以字符串形式输出队列中的元素
PriorityQueue.prototype.toString = () => {
let resultString = ''
for (let i of this.items){
resultString += i.element + '-' + i.priority + ' '
}
return resultString
}
}
测试代码:
// 测试代码
let pq = new PriorityQueue();
pq.enqueue('Tom',111);
pq.enqueue('Hellen',200);
pq.enqueue('Mary',30);
pq.enqueue('Gogo',27);
// 打印修改过后的优先队列对象
console.log(pq);
测试结果:
3.2.注意点
关于数组方法splice用法:
- splice(1,0,‘Tom‘):表示在索引为1的元素前面插入元素’Tom‘(也可以理解为从索引为1的元素开始删除,删除0个元素,再在索引为1的元素前面添加元素‘Tom‘);
- splice(1,1,‘Tom‘):表示从索引为1的元素开始删除(包括索引为1的元素),共删除1个元素,并添加元素‘Tom‘。即把索引为1的元素替换为元素‘Tom‘。
数组的push方法在数组、栈和队列中的形式:
- 数组:在数组[0,1,2]中,pop(3),结果为[0,1,2,3];
- 栈:执行pop(0),pop(1),pop(2),pop(3),从栈底到栈顶的元素分别为:0,1,2,3;如果看成数组,可写为[0,1,2,3],但是索引为3的元素3其实是栈顶元素;所以说栈的push方法是向栈顶添加元素(但在数组的视角下为向数组尾部添加元素);
- 队列:enqueue方法可以由数组的push方法实现,与数组相同,相当于在数组尾部添加元素。
可以这样想:栈结构是头朝下(索引值由下往上增大)的数组结构。
原文地址:https://www.cnblogs.com/AhuntSun-blog/p/12424949.html
时间: 2024-10-09 19:50:01