在JavaScript中實現隊列

時間 2021-04-08

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做爲一個優秀的程序猿須要具備知識的廣度。首先是要了解你選擇的編程語言。若是你正在閱讀這篇文章，最有可能使用 JavaScript。javascript

然而在熟悉了編程語言以後，你還必須瞭解如何根據任務輕鬆且有效地操縱數據。這就是數據結構的用武之地。前端

在本文中，我將描述隊列數據這個結構：它都有哪些操做以及在 JavaScript 中怎樣實現。java

1. 隊列數據結構

若是你喜歡四處旅行，確定在火車站經歷過檢票這道手續。若是有不少人要坐火車，那麼很天然地會造成一個隊列。剛進入車站的人加入隊列。另外一邊剛剛經過檢票的人從隊列中走出。這就是隊列的一個例子，與隊列數據結構的操做方式相同。程序員

隊列是一種遵循先入先出（FIFO）規則的數據結構。第一個進入隊列中的項目（輸入）是第一個出隊（輸出）的。面試

隊列有2個指針：隊首和隊尾。最早進入隊列進行排隊的項目位於隊首，而最後進入隊列的項目位於隊尾。編程

回顧車站的例子，第一個檢票的是在隊列的隊首。剛進入隊列的人在隊尾。segmentfault

從更高的層面來看，隊列是一種容許你按照前後順序處理項目的數據結構。服務器

2. 隊列的操做

隊列支持 2 個主要操做：入隊（enqueue）和出隊（dequeue），另外還有 peek 和 length 操做。微信

2.1 入隊操做

入隊操做在隊列的尾部插入項目，使其成爲隊列的隊尾。數據結構

上圖中的入隊操做在隊尾插入了 8，以後 8 成爲隊列的隊尾。

queue.enqueue(8);

2.2 出隊操做

出隊操做取出隊列中第一個項目，此時隊列中的下一個項目成爲隊首。

在上圖中，出隊操做返回項目7並從隊列中刪除。出隊以後以後，項目 2 成爲新的隊首。

queue.dequeue(); // => 7

2.3 Peek 操做

Peek 操做讀取隊首的項目，可是不改變隊列。

上圖中 7 是隊首。 peek 操做只需返回隊首 7 可是不修改隊列。

queue.peek(); // => 7

2.4 length

length 操做返回隊列中包含項目的數量。

上圖中的隊列有 4 項：4、6、2 和。7。結果隊列長度爲 4。

queue.length; // => 4

2.5 隊列操做的時間複雜度

關於隊列全部操做的重點：enqueue，dequeue，peek 和 length 必須以常數時間複雜度 O(1) 執行。

常數時間複雜度 O(1) 意味着不管隊列大小如何（無論是有 10 個仍是 100 萬個項目），這些操做都必須在相對一致的時間內執行。

3. 用 JavaScript 實現隊列

來看一下怎樣在保證全部操做必須以常數時間複雜度O(1) 要求實現隊列這種數據結構。

class Queue {
  constructor() {
    this.items = {};
    this.headIndex = 0;
    this.tailIndex = 0;
  }

  enqueue(item) {
    this.items[this.tailIndex] = item;
    this.tailIndex++;
  }

  dequeue() {
    const item = this.items[this.headIndex];
    delete this.items[this.headIndex];
    this.headIndex++;
    return item;
  }

  peek() {
    return this.items[this.headIndex];
  }

  get length() {
    return this.tailIndex - this.headIndex;
  }
}

const queue = new Queue();

queue.enqueue(7);
queue.enqueue(2);
queue.enqueue(6);
queue.enqueue(4);

queue.dequeue(); // => 7

queue.peek();    // => 2

queue.length;    // => 3

const queue = new Queue() 是建立隊列的實例。

queue.enqueue(7) 方法將 7 存入隊列中。

queue.dequeue() 從隊列中取出一個頭部項目，而 queue.peek() 只讀隊首項。

最後的 Queue.Length 顯示隊列中還有多少個項目。

關於實現：在 Queue 類中，普通對象 this.Items 將隊列的項目經過數值索引保持。隊首項的索引由 Where.HeadInex 跟蹤，隊尾項由 this.tailIndex 跟蹤。