数据结构与算法: 堆 优先队列 JavaScript语言描述

1 前言

我在很早之前的文章里,分享过有C语言手撸一个基于数组实现的最大堆,所以堆的基本实现思路和方法,不再赘述,详见:

数据与结构与算法: 堆 C语言描述

C语言可能受众小些,且略微不太好理解,今天就用JavaScript描述一个最小堆,其实是基于最小堆的优先队列,不过两者基本上么有什么太大的区别,无非堆是存最基础的数字,优先队列则储存的是一个结构体或者对象,有自己的key/value,有自己的属性。

2 与C语言版本的不同

  1. Js的数组本质还是对象,长度是可变的,而C语言的数组就是纯粹的数组,一旦确定下来,长度就不可变。故而在C版本中,我们需要维护size属性,不然不知道数组究竟使用到哪里了,这Js版本就不需要,直接读取data.length即可。
  2. 自带函数,Js这种高级语言,自带很多函数,比如我们使用pop()函数就直接弹出了数组的末尾,其长度自动减一,而C语言版本显然没有这个功能

3 代码

var Heap = function () {
    this.data = []
    this.insert = (obj) => {
        let i = this.data.length
        for (; i > 0 && this.data[Math.floor((i - 1) / 2)].val >= obj.val; i = Math.floor((i - 1) / 2)) {
            if (i < 1) {
                break
            }
            this.data[i] = this.data[Math.floor((i - 1) / 2)]
        }
        this.data[i] = obj
    }
    this.pop = () => {
        if (this.data.length == 0) {
            return null
        }
        if (this.data.length == 1) {
            return this.data.pop()
        }
        let top = this.data[0]
        this.data[0] = this.data.pop()

        let i = 0
        while (2 * i + 1 < this.data.length) {
            if (2 * i + 2 < this.data.length) {
                if (this.data[2 * i + 2].val < this.data[i].val || this.data[2 * i + 1].val < this.data[i].val) {
                    if (this.data[2 * i + 2].val < this.data[2 * i + 1].val) {
                        this.swap(i, 2 * i + 2)
                        i = 2 * i + 2
                    } else {
                        this.swap(i, 2 * i + 1)
                        i = 2 * i + 1
                    }
                } else {
                    break
                }
            } else {
                if (this.data[2 * i + 1].val < this.data[i].val) {
                    this.swap(i, 2 * i + 1)
                    i = 2 * i + 1
                } else {
                    break
                }
            }
        }
        return top
    }
    this.swap = (i, j) => {
        let tmp = this.data[j]
        this.data[j] = this.data[i]
        this.data[i] = tmp
    }
};

4 实际测试

测试代码如下

let obj = new Heap()
obj.insert({ val: 19 })
obj.insert({ val: 10 })
obj.insert({ val: 11 })
obj.insert({ val: 19 })
obj.insert({ val: 100 })
obj.insert({ val: 18 })
obj.insert({ val: 200 })
obj.insert({ val: 18 })
console.log(obj)
let len = obj.data.length
for (let index = 0; index < len; index++) {
    console.log(obj.pop())
}

以下为打印内容:

[Running] node "d:\Test\heap.js"
Heap {
  data: [
    { val: 10 },
    { val: 18 },
    { val: 11 },
    { val: 19 },
    { val: 100 },
    { val: 18 },
    { val: 200 },
    { val: 19 }
  ],
  insert: [Function (anonymous)],
  pop: [Function (anonymous)],
  swap: [Function (anonymous)]
}
{ val: 10 }
{ val: 11 }
{ val: 18 }
{ val: 18 }
{ val: 19 }
{ val: 19 }
{ val: 100 }
{ val: 200 }

[Done] exited with code=0 in 0.089 seconds

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