JavaScript 数据结构与算法(四)队列
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认识队列

队列(Queue)是一种运算受限的线性表,特点:先进先出。(FIFO:First In First Out)

受限之处:

  • 只允许在表的前端(front)进行删除操作。
  • 只允许在表的后端(rear)进行插入操作。

生活中类似队列结构的场景:

  • 排队,比如在电影院,商场,甚至是厕所排队。
  • 优先排队的人,优先处理。 (买票、结账、WC)。

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队列图解

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队列在程序中的应用

  • 打印队列:计算机打印多个文件的时候,需要排队打印。
  • 线程队列:当开启多线程时,当新开启的线程所需的资源不足时就先放入线程队列,等待 CPU 处理。

队列的实现

队列的实现和栈一样,有两种方案:

  • 基于数组实现。
  • 基于链表实现。

队列常见的操作

  • enqueue(element) 向队列尾部添加一个(或多个)新的项。
  • dequeue() 移除队列的第一(即排在队列最前面的)项,并返回被移除的元素。
  • front() 返回队列中的第一个元素——最先被添加,也将是最先被移除的元素。队列不做任何变动(不移除元素,只返回元素信息与 Map 类的 peek 方法非常类似)。
  • isEmpty() 如果队列中不包含任何元素,返回 true,否则返回 false。
  • size() 返回队列包含的元素个数,与数组的 length 属性类似。
  • toString() 将队列中的内容,转成字符串形式。

代码实现

class Queue {
constructor() {
this.items = [];
}

// enqueue(item) 入队,将元素加入到队列中
enqueue(item) {
this.items.push(item);
}

// dequeue() 出队,从队列中删除队头元素,返回删除的那个元素
dequeue() {
return this.items.shift();
}

// front() 查看队列的队头元素
front() {
return this.items[0];
}

// isEmpty() 查看队列是否为空
isEmpty() {
return this.items.length === 0;
}

// size() 查看队列中元素的个数
size() {
return this.items.length;
}

// toString() 将队列中的元素以字符串形式返回
toString() {
let result = "";
for (let item of this.items) {
result += item + " ";
}
return result;
}
}

测试代码

const queue = new Queue();

// enqueue() 测试
queue.enqueue("a");
queue.enqueue("b");
queue.enqueue("c");
queue.enqueue("d");
console.log(queue.items); //--> ["a", "b", "c", "d"]

// dequeue() 测试
queue.dequeue();
queue.dequeue();
console.log(queue.items); //--> ["c", "d"]

// front() 测试
console.log(queue.front()); //--> c

// isEmpty() 测试
console.log(queue.isEmpty()); //--> false

// size() 测试
console.log(queue.size()); //--> 2

// toString() 测试
console.log(queue.toString()); //--> c d

队列的应用

使用队列实现小游戏:击鼓传花

分析:传入一组数据集合和设定的数字 number,循环遍历数组内元素,遍历到的元素为指定数字 number 时将该元素删除,直至数组剩下一个元素。

代码实现

// 利用队列结构的特点实现击鼓传花游戏求解方法的封装
function passGame(nameList, number) {
// 1、new 一个 Queue 对象
const queue = new Queue();

// 2、将 nameList 里面的每一个元素入队
for (const name of nameList) {
queue.enqueue(name);
}

// 3、开始数数
// 队列中只剩下 1 个元素时就停止数数
while (queue.size() > 1) {
// 不是 number 时,重新加入到队尾
// 是 number 时,将其删除

for (let i = 0; i < number - 1; i++) {
// number 数字之前的人重新放入到队尾(即把队头删除的元素,重新加入到队列中)
queue.enqueue(queue.dequeue());
}

// number 对应这个人,直接从队列中删除
// 由于队列没有像数组一样的下标值不能直接取到某一元素,
// 所以采用,把 number 前面的 number - 1 个元素先删除后添加到队列末尾,
// 这样第 number 个元素就排到了队列的最前面,可以直接使用 dequeue 方法进行删除
queue.dequeue();
}

// 4、获取最后剩下的那个人
const endName = queue.front();

// 5、返回这个人在原数组中对应的索引
return nameList.indexOf(endName);
}

测试代码

// passGame() 测试
const names = ["lily", "lucy", "tom", "tony", "jack"];
const targetIndex = passGame(names, 4);
console.log("击鼓传花", names[targetIndex]); //--> lily
  • Post title:JavaScript 数据结构与算法(四)队列
  • Post author:XPoet
  • Create time:2020-07-21 17:23:34
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