程序猿日志——数据结构:队列

导语
上一章程序猿日志——数据结构:栈中,介绍了栈是一种遵循后进先出的受限集合,本章探讨一下线性表中另一种受限集合——队列,队列遵循的是先进先出的原则。

目录

1. 队列
2. 优先队列
3. 循环队列

1. 队列

队列既然遵从先进先出的原则,那么所有出队操作都在最先进入队列的元素,所有入队操作都发生在队列最后一个元素后面;


数据结构:队列
//创建一个队列的类,队列遵循FIFO原则
function Queue(){
    //创建一个队列
    var items = []
    //入队操作,每次添加向队列的最后一个元素后添加
    this.enqueue = function(){
        var elems = [].slice.call(arguments)
        elems.map((elem)=>{
            items.push(elem)
        })      
    }
    //出队操作,每次删除元素,都是删除队列的第一个元素
    this.dequeue = function(){
        return items.shift()
    }
    //返回队列的首元素
    this.front = function(){
        return items[0]
    }
    //判断是否为空队列
    this.isEmpty = function(){
        return items.length === 0
    }
    //清空队列
    this.clear = function(){
        items = []
    }
    //队列元素个数
    this.size = function(){
        return items.length
    }
    //标准输出
    this.print = function(){
        console.log(items)
    }
}
var queue = new Queue()
queue.enqueue(1,2,3,4,5)
queue.print()//[1,2,3,4,5]
queue.dequeue()//2
queue.print()//[2,3,4,5]
console.log(queue.front())//2
console.log(queue.size())//4

2. 优先队列

有时候,我们一般在排队时会遵循先到先得,但是当类似"老弱病残"等弱势群体也在队伍中时,那么他们的优先级较高,即便是“后进”也可以先得的;

数据结构:优先队列
//优先队列
//优先队列的每一个元素既包含值又包含优先级
//根据元素的优先级进行排序,优先级高者排在前面
//如果优先级的值较小的元素排在前面,叫做最小优先队列

//创建一个优先队列的类
function PriorityQueue(){
    //创建一个优先队列
    var items = []
    //创建一个优先队列元素的类
    function QueueElement(value,prior){
        this.value = value
        this.prior = prior
    }
    //入队操作,给定入队元素的的值和优先级
    this.enqueue = function(value,prior){
        var queueElement = new QueueElement(value,prior)
        //先判断队列是否为空,若是直接入队
        if(this.isEmpty()){
            items.push(queueElement)
        }else{
            //如果队列不为空,则将该元素和队列每一个元素进行遍历比较优先级
            //将该元素插入比起优先级低一位的元素之前
            
            //设置一个状态锁,表示元素是否入列
            var added = false
            for(var i = 0; i<items.length;i++){
                if(queueElement.prior<items[i].prior){
                    items.splice(i,0,queueElement)
                    added = true
                    break
                }
            }
            //如果遍历之后发现优先级是最低,则直接push到队列最后
            if(!added){
                items.push(queueElement)
            }
        }
    }
    //出队操作,一样是队列的首元素先出
    this.dequeue = function(){
        return items.shift()
    }
    this.front = function(){
        return items[0]
    }
    this.isEmpty = function(){
        return items.length === 0
    }
    this.size = function(){
        return items.length
    }
    this.print = function(){
        items.forEach((item)=>{
            console.log(`value: ${item.value},prior: ${item.prior}\n`)
        })
        // console.log(items)
    }
}

var priorQueue = new PriorityQueue()
priorQueue.enqueue('foo',2)
priorQueue.enqueue('bar',1)
priorQueue.enqueue('baz',3)
priorQueue.print()
/*
    value: bar, prior: 1
    value: foo, prior: 2
    value: baz, prior: 3
*/

循环队列

循环队列,可以看做是击鼓传花的游戏,就是给定时间,传花到下一个人手中,时间停止拿到花的人淘汰;

数据结构:循环队列
//循环队列(击鼓传花)
function hotPotato(elems,num){
    var queue = new Queue()
    //将给定的元素传入队列
    elems.forEach((elem)=>{
        queue.enqueue(elem)
    })
    var eliminated = ''
    while(queue.size()>1){
        //给定传递花的次数
        for(var i=0; i<num;i++){
            queue.enqueue(queue.dequeue())
        }
        eliminated = queue.dequeue()
        console.log(`${eliminated}在击鼓传花游戏中被淘汰`)
    }
    //返回剩余最后一个元素
    return queue.dequeue()
}
var elems = ['foo','bar','baz','hub']
var winner = hotPotato(elems,8)
console.log(`胜利者:${winner}`)
/*
 foo在击鼓传花游戏中被淘汰
 hub在击鼓传花游戏中被淘汰
 bar在击鼓传花游戏中被淘汰
 胜利者:baz
*/



function Queue(){
    
    var items = []
    //向队列添加1个或多个元素,注意是在队列尾部添加
    this.enqueue = function(){
        var elems = [].slice.call(arguments)
        elems.map((item)=>{
            items.push(item)
        })
    }
    //删除队列第一个元素
    this.dequeue = function(){
        return items.shift()
    }
    //返回队列的第一个元素
    this.front = function(){
        return items[0]
    }
    this.isEmpty = function(){
        return items.length === 0
    }
    this.size = function(){
        return items.length
    }
    this.print = function(){
        console.log(items)
    }
}

  • 本章节介绍了数据结构中线性表的队列结构,队列也是属于一种受限的集合;
  • 队列的特点的遵循先进先出的原则(FIFO),入队操作只能在队列尾部,出队操作只能在队列头部;
  • 还介绍了队列的两种特殊情况,优先队列和循环队列;
    本章代码push在小羊的github地址,如有需要,可以copy;

参考资料
Learning JavaScript Data Structures and Algorithms

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