JS实现优先队列的三种方式

前言

基于数组和基于二叉堆两种数据结构实现了优先队列。其中,基于数组的方式,分为两种。
一种是入队O(n),出队O(1);一种是入队O(1),出队O(n)。

基于数组的实现

入队O(1),出队O(n)方式

入队直接放,出队找最大(优先级最高)元素。

class Pq{
    constructor(arr){
        if (arr.length){
            this.tree = arr;
            return;
        }
        this.tree = [];
    }

    // 入队
    enqueue(val){
        this.tree.push(val);
    }

    // 出队
    dequeue(){
        let maxIndex = 0;
        for (let i = 1; i < this.tree.length; i++){
            if (this.tree[i] > this.tree[maxIndex]){
                maxIndex = i;
            }
        }
        this.tree.splice(maxIndex, 1);
    }

    // 取队首
    getFirst(){
        return this.tree[0];
    }
}

入队O(n),出队O(1)方式

class Pq2{
    constructor(arr){
        if (arr.length){
            this.tree = arr;
            this.tree.sort((a, b) => {
                return b - a;
            });
            return;
        }
        this.tree = [];
    }

    // 入队
    enqueue(val){
        let t = this.tree;
        if (val > t[0]) {t.unshift(val); return;}
        if (val <= t[t.length - 1]) { t.push(val); return;}
        for (let i = 0; i <= t.length - 2; i++){
            if (t[i] >= val && val > t[i + 1]){
                t.splice(i + 1, 0, val); // 插入
                return;
            }
        }
    }

    // 出队
    dequeue(){
        this.tree.shift();
    }

    // 取队首
    getFirst(){
        return this.tree[0];
    }
}

基于二叉堆的实现

class PriorityQueue{
    // 取父节点索引 ~~((index - 1) / 2)
    constructor(arr){
        if (arr.length){
            this.tree = []
            this._build_tree(arr);
            return;
        }
        this.tree = [];
    }

    // 入队
    enqueue(val){
        this.tree.push(val);
        // 上浮
        this._up(this.tree.length - 1);
    }

    // 出队
    dequeue(){
        // 取树根元素
        this.tree.shift();
        // 最后一个元素放树根,进行下沉
        let last = this.tree.pop();
        this.tree.unshift(last);
        // log(n)下沉
        this._down(0);
    }

    // 取队首的值
    getFirst(){
        return this.tree[0];
    }

    _build_tree(arr){
        let tree = this.tree;
        tree.push(arr[0]);
        for (let i = 1; i < arr.length; i++){
            tree.unshift(arr[i]);
            this._down(0);
        }
    }

    // 对index号元素执行下沉操作. 也叫heapify
    _down(index){
        let tree = this.tree;
        // 本身就是叶子节点,无需下沉
        let last_no_leaf = ~~((tree.length - 2) / 2);
        if (index > last_no_leaf) return;
        while(index <= last_no_leaf){
            let l = tree[index * 2 + 1];
            let r = tree[index * 2 + 2] || tree[index * 2 + 1]; // 有可能没有右儿子
            let max = l >= r ? l : r;
            let maxIndex = l >= r ? index * 2 + 1: index * 2 + 2
            if (tree[index] < max){
                [tree[index], tree[maxIndex]] = [tree[maxIndex], tree[index]]
                index = index * 2 + 1
            }else{
                return;
            }
        }
    }

    // 对index号元素执行上浮操作
    _up(index){
        let tree = this.tree;
        while(index !== 0){
            let p = ~~((index - 1) / 2);
            if (tree[index] > tree[p]){
                [tree[index], tree[p]] = [tree[p], tree[index]];
                // let tmp = index;
                // this._down(tmp);
                index = p;
            } else {
                return;
            }
        }
    }
}

let p = new PriorityQueue([4,2,6,8,1,5,7,3,9]);
p.enqueue(13)
p.dequeue();
p.enqueue(12)
console.log(p.tree)

结尾

JS经典数据结构与算法代码库:https://github.com/cunzaizhuy...

阅读 750

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