《学习JavaScript数据结构与算法》读书笔记。
队列是遵行FIFO(First In First Out, 先进先出)原则的一组有序的项。队列再尾部添加新元素,并从顶部移除元素。
在现实中,最常见的队列的例子就是排队。
1.创建队列
现在,我们来创建一个类来表示一个队列。先从最基本的声明类开始:
function Queue(){
// 这里是属性和方法
}
首先,需要一个用户存储队列中元素的数据结构,我们可以使用数组。
var items = [];
接下来,声明一些队列可用的方法:
enqueue(element(s)):进队,向队列尾部添加一个(或多个)新项。
dequeue():移除队列的第一项,并返回被移除的元素。
front():返回队列中第一个元素-最先被添加,也会是最先被移除的元素。(只返回,不移除)。
isEmpty():如果队列为空,返回true,否则,返回false。
size():返回队列的长度。
首先,我们来实现enqueue的方法,这个方法负责向队列中添加新元素。只能是添加到队列的尾部。
this.enqueue = function(element) {
items.push(element);
}
接下来要实现的是dequeue方法,这个方法负责从队列移除项。由于队列遵循的是先进先出原则,所以最先移除的就是最先添加的,元素是排在数组的第一位。
this.dequeue = function() {
return items.shift();
}
只有enqueue方法和dequeue方法可以添加和移除元素,这样就确保了Queue类遵循先进先出原则。
现在来为我们的类实现一些额外的辅助方法:
// front():返回队列中第一个元素
this.front = function() {
return items[0];
}
// isEmpty():如果队列为空,返回true,否则,返回false
this.isEmpty = function() {
return items.length === 0;
}
// size():返回队列的长度
this.size = function() {
return items.length;
}
完成,我们的Queue类实现好了,现在来看看Queue完整的实现是怎么样的:
function Queue() {
var items = [];
this.enqueue = function(element) {
items.push(element);
}
this.dequeue = function() {
return items.shift();
}
this.front = function() {
return items[0];
}
this.isEmpty = function() {
return items.length === 0;
}
this.clear = function() {
items = [];
}
this.size = function() {
return items.length;
}
this.print = function() {
console.log(items.toString());
}
}
2.使用Queue类
var queue = new Queue();
console.log(queue.isEmpty()); // 输出 true
queue.enqueue('John'); // 添加元素 John
queue.enqueue('Jam'); // 添加元素 Jam
queue.enqueue('Camila'); // 添加元素 Camila
queue.print();
console.log(queue.size); // 输出 3
console.log(queue.isEmpty); // 输出 false
queue.dequeue(); // 移除元素
queue.dequeue();
queue.print();
运行上面的代码,我们可以看出,我们已经实现了队列,遵循了先入先出原则。
3.优先队列
上面我们已经实现了一个队列,现在,逐步深入,我们来看看什么是优先队列。
优先队列是默认队列的变种,它的元素的添加和移除是基于优先级的。一个现实的例子就是医院的(急诊科)候诊室。医生会优先处理病情比较严重的患者。
实现一个优先队列,有两种选择:设置优先级,然后在正确的位置添加元素;或者用默认入列操作添加元素,任何按照优先级移除它们。下面,我们将会在正确的位置添加元素,任何用默认你的出列操作。
function PriorityQueue() {
var items = [];
// {1}
function QueueElement(element, priority) {
this.element = element;
this.priority = priority;
}
this.enqueue = function(element, priority) {
var queueElement = new QueueElement(element, priority);
if(this.isEmpty()) {
items.push(queueElement); // {2}
} else {
var added = false;
for(var i = 0; i < items.length; i++) {
if(queueElement.priority < items.[i].priority) {
items.splice(i, 0, queueElement); // {3}
added = true;
break;
}
}
if(!added) { // {4}
items.push(queueElement);
}
}
}
// 其他方法与默认队列一样
}
我们创建了一个特殊的元素(行{1}),这个元素包含了要添加到队列的元素及其优先级。
如果队列为空,则直接将元素入列(行{2})。否则,就要进行比较。当找到一个比要添加的元素的priority值更大(优先级更低)时,就将元素插入到它之前(行{3})。
如果要添加的元素的priority指大于任何已有的元素,则直接将其添加到队列的末尾(行{4})。
var priorityQueue = new PriorityQueue();
priorityQueue.enqueue('John', 2);
priorityQueue.enqueue('Jam', 1);
priorityQueue.enqueue('Sam', 1);
priorityQueue.print();
至此,我们已经实现了优先队列,下面,将再介绍一种队列——循环队列
4.循环队列——击鼓传花
循环队列是默认队列的另一种修改版,什么是循环队列呢?举个现实中的例子,记得小时候玩过的传花游戏吗?
几个孩子围成一圈,开始击鼓了,孩子就把花尽快地传递给旁边的人,某一时刻鼓声停止了,传花也就停止了,这个时候花落在谁手上,谁就被淘汰。鼓声响起,继续传花,如此循环,直至只剩下一个孩子,即胜者。
function hotPotato(namelist, num) {
var queue = new Queue();
for (var i = 0; i < namelist.length; i++) { // {1}
queue.enqueue(namelist[i]);
}
var eliminated = "";
while (queue.size() > 1) { // {2}
for (var i = 0; i < num; i++) {
queue.enqueue(queue.dequeue()); // {3}
}
eliminated = queue.dequeue(); // {4}
console.log(eliminated + "在击鼓传花游戏中被淘汰");
}
return queue.dequeue(); // {5}
}
var names = ['john', 'jack', 'camila', 'ingrid', 'carl'];
var winner = hotPotato(names, 7);
console.log("胜利者: " + winner); //john
首先,先把名单添加到队列里面(行{1})。
当队列的的长度大于1的时候(行{2}),根据指定的一个数字(num)迭代队列,将队列的头一个移除并将其添加到队尾(行{3})。
一旦传递次数达到给定的数字,则删除此时的队列第一项(行{4}),即拿着花的那个人,他将被淘汰。
如此循环,直至队列的长度等于1,返回胜者(行{5})。
5.小结
通过这篇文章的介绍,我们学会了如何用数组构造出队列的类。同时,还掌握了很著名的优先队列、循环队列这两种结构。
附:
JavaScript数据结构和算法系列:
JS 栈
JavaScript设计模式系列:
JavaScript设计模式之策略模式
JavaScript设计模式之发布-订阅模式(观察者模式)-Part1
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用
。你还可以使用@
来通知其他用户。