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JavaScript隊(duì)列結(jié)構(gòu)Queue實(shí)現(xiàn)過程解析

 更新時(shí)間:2020年03月07日 10:41:00   作者:AhuntSun  
這篇文章主要介紹了JavaScript隊(duì)列結(jié)構(gòu)Queue實(shí)現(xiàn)過程解析,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下

一、隊(duì)列簡介

隊(duì)列是是一種受限的線性表,特點(diǎn)為先進(jìn)先出(FIFO:first in first out)。

受限之處在于它只允許在表的前端(front)進(jìn)行刪除操作;在表的后端(rear)進(jìn)行插入操作;

相當(dāng)于排隊(duì)買票,先來的先買票,后來的后買票。

隊(duì)列的應(yīng)用:

打印隊(duì)列:計(jì)算機(jī)打印多個(gè)文件的時(shí)候,需要排隊(duì)打??;線程隊(duì)列:當(dāng)開啟多線程時(shí),當(dāng)新開啟的線程所需的資源不足時(shí)就先放入線程隊(duì)列,等待CPU處理;

隊(duì)列類的實(shí)現(xiàn):

隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)和棧一樣,有兩種方案:

基于數(shù)組實(shí)現(xiàn);基于鏈表實(shí)現(xiàn);

隊(duì)列的常見操作:

  • enqueue(element):向隊(duì)列尾部添加一個(gè)(或多個(gè))新的項(xiàng);
  • dequeue():移除隊(duì)列的第一(即排在隊(duì)列最前面的)項(xiàng),并返回被移除的元素;
  • front():返回隊(duì)列中的第一個(gè)元素——最先被添加,也將是最先被移除的元素。隊(duì)列不做任何變動(dòng)(不移除元素,只返回元素信息與Stack類的peek方法非常類似);
  • isEmpty():如果隊(duì)列中不包含任何元素,返回true,否則返回false;
  • size():返回隊(duì)列包含的元素個(gè)數(shù),與數(shù)組的length屬性類似;
  • toString():將隊(duì)列中的內(nèi)容,轉(zhuǎn)成字符串形式;

二、封裝隊(duì)列類

2.1.代碼實(shí)現(xiàn)

  // 基于數(shù)組封裝隊(duì)列類
  function Queue() {
  // 屬性
   this.items = []
   
  // 方法
  // 1.enqueue():將元素加入到隊(duì)列中
  Queue.prototype.enqueue = element => {
   this.items.push(element)
  }

  // 2.dequeue():從隊(duì)列中刪除前端元素
  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:查看隊(duì)列是否為空
  Queue.prototype.isEmpty = () => {
   return this.items.length == 0;
  }

  // 5.size():查看隊(duì)列中元素的個(gè)數(shù)
  Queue.prototype.size = () => {
   return this.items.length
  }

  // 6.toString():將隊(duì)列中元素以字符串形式輸出
  Queue.prototype.toString = () => {
   let resultString = ''
    for (let i of this.items){
     resultString += i + ' '
    }
    return resultString
   }
  }

測(cè)試代碼:

  // 創(chuàng)建隊(duì)列
  let queue = new Queue()

  // 將元素加入到隊(duì)列中
  queue.enqueue('a')
  queue.enqueue('b')
  queue.enqueue('c')
  queue.enqueue('d')
  console.log(queue);                       //58

  // 從隊(duì)列中刪除元素
  queue.dequeue()
  console.log(queue);                       //62
  queue.dequeue()
  console.log(queue);                       //64

  //front
  console.log(queue.front());                   //67
  
  // 驗(yàn)證其他方法
  console.log(queue.isEmpty());                  //70
  console.log(queue.size());                   //71
  console.log(queue.toString());                 //72

測(cè)試結(jié)果:

2.2.隊(duì)列的應(yīng)用

使用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)小游戲:擊鼓傳花,傳入一組數(shù)據(jù)和設(shè)定的數(shù)字num,循環(huán)遍歷數(shù)組內(nèi)元素,遍歷到的元素為指定數(shù)字num時(shí)將該元素刪除,直至數(shù)組剩下一個(gè)元素。

代碼實(shí)現(xiàn):

  // 隊(duì)列應(yīng)用:面試題:擊鼓傳花
  let passGame = (nameList, num) => {
   //1.創(chuàng)建隊(duì)列結(jié)構(gòu)
   let queue = new Queue()

   //2.將所有人依次加入隊(duì)列
   // 這是ES6的for循環(huán)寫法,i相當(dāng)于nameList[i]
   for(let i of nameList){
    queue.enqueue(i)
   }
   

   // 3.開始數(shù)數(shù)
   while(queue.size() > 1){//隊(duì)列中只剩1個(gè)人就停止數(shù)數(shù)
   // 不是num的時(shí)候,重新加入隊(duì)列末尾
   // 是num的時(shí)候,將其從隊(duì)列中刪除
   // 3.1.num數(shù)字之前的人重新放入隊(duì)列的末尾(把隊(duì)列前面刪除的加到隊(duì)列最后)
   for(let i = 0; i< num-1; i++ ){
    queue.enqueue(queue.dequeue())
   }
   // 3.2.num對(duì)應(yīng)這個(gè)人,直接從隊(duì)列中刪除
   /*
    思路是這樣的,由于隊(duì)列沒有像數(shù)組一樣的下標(biāo)值不能直接取到某一元素,所以采用,把num前面的num-1個(gè)元素先刪除后添加到隊(duì)列末尾,這樣第num個(gè)元素就排到了隊(duì)列的最前面,可以直接使用dequeue方法進(jìn)行刪除
   */
   queue.dequeue()
   }

   //4.獲取剩下的那個(gè)人
   console.log(queue.size());                  //104
   let endName = queue.front()
   console.log('最終剩下的人:' + endName);            //106  
   
   return nameList.indexOf(endName);
  }

  //5.測(cè)試擊鼓傳花
  let names = ['lily', 'lucy', 'Tom', 'Lilei', 'Tony']
  console.log(passGame(names, 3));                //113

測(cè)試結(jié)果:

三、優(yōu)先隊(duì)列

優(yōu)先級(jí)隊(duì)列主要考慮的問題為:

每個(gè)元素不再只是一個(gè)數(shù)據(jù),還包含數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí);在添加數(shù)據(jù)過程中,根據(jù)優(yōu)先級(jí)放入到正確位置;3.1.優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)

代碼實(shí)現(xiàn):

  // 封裝優(yōu)先級(jí)隊(duì)列
  function PriorityQueue() {

   //內(nèi)部類:在類里面再封裝一個(gè)類;表示帶優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)
   function QueueElement(element, priority) {
    this.element = element;
    this.priority = priority;
   } 

   // 封裝屬性
   this.items = []

   // 1.實(shí)現(xiàn)按照優(yōu)先級(jí)插入方法
   PriorityQueue.prototype.enqueue = (element, priority) => {
    // 1.1.創(chuàng)建QueueElement對(duì)象
    let queueElement = new QueueElement(element, priority)

    // 1.2.判斷隊(duì)列是否為空
    if(this.items.length == 0){
     this.items.push(queueElement)
    }else{
     // 定義一個(gè)變量記錄是否成功添加了新元素
     let added = false
     for(let i of this.items){
      // 讓新插入的元素與原有元素進(jìn)行優(yōu)先級(jí)比較(priority越小,優(yōu)先級(jí)越大)
      if(queueElement.priority < i.priority){
       this.items.splice(i, 0, queueElement)
       added = true
       // 新元素已經(jīng)找到插入位置了可以使用break停止循環(huán)
       break
      }
     }
     // 新元素沒有成功插入,就把它放在隊(duì)列的最前面
     if(!added){
      this.items.push(queueElement)
     }
    }
   }

   // 2.dequeue():從隊(duì)列中刪除前端元素
   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():查看隊(duì)列是否為空
   PriorityQueue.prototype.isEmpty = () => {
    return this.items.length == 0;
   }

   // 5.size():查看隊(duì)列中元素的個(gè)數(shù)
   PriorityQueue.prototype.size = () => {
    return this.items.length
   }

   // 6.toString():以字符串形式輸出隊(duì)列中的元素
   PriorityQueue.prototype.toString = () => {
    let resultString = ''
     for (let i of this.items){
      resultString += i.element + '-' + i.priority + ' '
     }
     return resultString
    }
  }

測(cè)試代碼:

  // 測(cè)試代碼
  let pq = new PriorityQueue();
  pq.enqueue('Tom',111);
  pq.enqueue('Hellen',200);
  pq.enqueue('Mary',30);
  pq.enqueue('Gogo',27);
  // 打印修改過后的優(yōu)先隊(duì)列對(duì)象
  console.log(pq);

測(cè)試結(jié)果:

3.2.注意點(diǎn)

關(guān)于數(shù)組方法splice用法:

splice(1,0,'Tom'):表示在索引為1的元素前面插入元素'Tom‘(也可以理解為從索引為1的元素開始刪除,刪除0個(gè)元素,再在索引為1的元素前面添加元素'Tom');

splice(1,1,'Tom'):表示從索引為1的元素開始刪除(包括索引為1的元素),共刪除1個(gè)元素,并添加元素'Tom'。即把索引為1的元素替換為元素'Tom'。

數(shù)組的push方法在數(shù)組、棧和隊(duì)列中的形式:

  • 數(shù)組:在數(shù)組[0,1,2]中,pop(3),結(jié)果為[0,1,2,3];
  • 棧:執(zhí)行pop(0),pop(1),pop(2),pop(3),從棧底到棧頂?shù)脑胤謩e為:0,1,2,3;如果看成數(shù)組,可寫為[0,1,2,3],但是索引為3的元素3其實(shí)是棧頂元素;所以說棧的push方法是向棧頂添加元素(但在數(shù)組的視角下為向數(shù)組尾部添加元素);
  • 隊(duì)列:enqueue方法可以由數(shù)組的push方法實(shí)現(xiàn),與數(shù)組相同,相當(dāng)于在數(shù)組尾部添加元素。

可以這樣想:棧結(jié)構(gòu)是頭朝下(索引值由下往上增大)的數(shù)組結(jié)構(gòu)。

以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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