數據結構 - 隊列

時間 2019-12-19

標籤數據結構隊列简体版

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一目錄

不折騰的前端，和鹹魚有什麼區別html

目錄
一目錄
二前言
三初階：模擬實現隊列
四初階：優先隊列
五初階擊鼓傳花
六進階：瀏覽器 Event Loop 機制
七總結

二前言

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隊列，和棧有點相似，可是又不太同樣，隊列遵循 先進先出 的原則。node

假如將前面學過的棧用堆疊的書來比喻，須要一本一本拿，才能拿到最底部的書來講的話。git

那麼隊列就是排隊，假如你去銀行排隊，那麼，在前面的人先享受服務，完後前面的人先走。es6

形象點：github

入棧：（底部）A<-B<-C<-D（頂部）
出棧：（底部）A->B->C->D（頂部）

出隊列（頭部）A<-B<-C<-D 入隊列（尾部）
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三模擬實現隊列

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在瞭解了隊列後，咱們模擬實現一個隊列，加深咱們對隊列的印象。面試

首先，爲隊列聲明一些方法：算法

enqueue(element)：向隊列尾部添加一個或者多個新的項。
dequeue()：移除隊列的第一(即排在隊列最前面的)項，並返回被移除的元素。
front()：返回隊列中第一個元素——最早被添加，也將是最早被移除的元素。隊列不作任何改動。
isEmpty()：若是隊列中不包含任何元素，返回 true，不然返回 false。
size()：返回隊列中的元素個數，和數組的 length 屬性相似。

而後，咱們嘗試實現這些方法：segmentfault

實現代碼：

function Queue() {
  const items = [];
  // 1. 元素入隊列
  this.enqueue = function(element) {
    items.push(element);
  };
  // 2. 元素出隊列
  this.dequeue = function() {
    return items.shift();
  };
  // 3. 查看隊列頂部元素
  this.front = function() {
    return items[0];
  };
  // 4. 判斷隊列是否爲空
  this.isEmpty = function() {
    return items.length === 0;
  };
  // 5. 查看整個隊列長度
  this.size = function() {
    return items.length;
  };
  // 6. 查看整個隊列
  this.print = function() {
    console.log(items);
  }
};

let queue = new Queue();
queue.enqueue('1'); // [ '1' ]
queue.enqueue('2'); // [ '1', '2' ]
queue.dequeue(); // [ '2' ]
queue.dequeue(); // [ ]
queue.print(); // []
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最後，若是純粹看 jsliang 寫的，沒圖沒視頻，小夥伴們很容易懵逼，這裏 jsliang 建議看各個大佬的文章或者經過下面章節的幾個案例進一步瞭解：

四優先隊列

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說到隊列，小夥伴們應該對一個詞很是有印象：

插隊

這時候進行詞語聯想，就有了 黃牛黨，強行插隊 等一系列「惡」詞。

可是，有時候插隊倒是很是有必要的，例如：

急診科候診室。先處理較急的病情，再處理次要點的。
登機順序。頭等艙和商務艙優於經濟艙，有些國家老人和孕婦（或者帶小孩的母親）優於其餘人。

那麼，優先隊列 如何實現呢？

function PriorityQueue() {
  // 1. 定義空數組
  const items = [];
  // 2. 定義隊列
  function QueueElement(element, priority) {
    this.element = element;
    this.priority = priority;
  }
  // 3. 實現入隊列方式
  this.enqueue = function(element, priority) {
    let queueElement = new QueueElement(element, priority);
    let added = false;
    for (let i = 0; i < items.length; i++) {
      // 若是能夠插隊，那麼就插入到隊列，且終止本次循環（減小時間浪費以及重複添加）
      if (queueElement.priority < items[i].priority) {
        items.splice(i, 0, queueElement);
        added = true;
        break;
      }
    }
    if (!added) {
      items.push(queueElement);
    }
  };
  // 4. 實現隊列打印
  this.print = function() {
    items.forEach((ele) => {
      console.log(`${ele.element} ${ele.priority}`);
    })
  };
  // 5. 其餘方法和默認的Queue實現相同
}

const priorityQueue = new PriorityQueue();
priorityQueue.enqueue('jsliang', 1);
priorityQueue.enqueue('JavaScriptLiang', 2);
priorityQueue.enqueue('梁峻榮', 1)
priorityQueue.print();
// jsliang 1
// 梁峻榮 1
// JavaScriptLiang 2
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看完上面代碼，能夠感覺到 優先隊列 給人的感受是高大上的，它能夠幫助咱們進行「更爲合理」地排序，就比如假如你須要寫個程序，給急診用戶排隊，那麼咱們就能夠利用 優先隊列 的特色，讓患者獲得最快最準時的治療。

固然，更多的後續咱們在算法中進行講解。

五擊鼓傳花

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擊鼓傳花是一個遊戲。

在這個遊戲中，孩子們圍成一圈。

給某個孩子一朵花，而後他要儘快把這花傳遞給下一個孩子（順序傳遞）。

某一時刻傳花中止，手裏拿着花的孩子就被淘汰。

重複這個過程，直到剩下一個孩子。

實現方式以下：

/** * @name 隊列模擬 */
function Queue() {
  const items = [];
  // 1. 元素入隊列
  this.enqueue = function(element) {
    items.push(element);
  };
  // 2. 元素出隊列
  this.dequeue = function() {
    return items.shift();
  };
  // 3. 查看隊列頂部元素
  this.front = function() {
    return items[0];
  };
  // 4. 判斷隊列是否爲空
  this.isEmpty = function() {
    return items.length === 0;
  };
  // 5. 查看整個隊列長度
  this.size = function() {
    return items.length;
  };
  // 6. 查看整個隊列
  this.print = function() {
    console.log(items);
  }
};

/** * @name 擊鼓傳花 * @param {*} nameList 人名 * @param {*} num 淘汰的位置 */
function hotPotato(nameList, num) {
  let queue = new Queue();
  for (let i = 0; i < nameList.length; i++) {
    queue.enqueue(nameList[i]);
  }
  let eliminated = '';
  while (queue.size() > 1) {
    for (let i = 0; i < num; i++) {
      queue.enqueue(queue.dequeue());
    }
    eliminated = queue.dequeue();
    console.log('淘汰了：' + eliminated);
  }
  return queue.dequeue();
}

const names = ['name1', 'name2', 'name3', 'name4', 'name5'];
const winner = hotPotato(names, 7);
console.log('贏家是：' + winner);
// 淘汰了：name3
// 淘汰了：name2
// 淘汰了：name5
// 淘汰了：name4
// 贏家是：name1
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在此次遊戲中，淘汰順序是：

name3
name2
name5
name4

最後剩下 name1，退出循環，咱們將其推出棧（此時棧爲空）。

固然，這裏咱們固定了傳遞進來的數字爲 7，若是咱們經過隨機來指定一個，那麼應該會更加有趣點：

隨機式擊鼓傳花

// ...主體代碼如上

const names = ['name1', 'name2', 'name3', 'name4', 'name5'];
const winner = hotPotato(names, Math.floor(Math.random() * 10 + 1));
console.log('贏家是：' + winner);
// 淘汰了：name1
// 淘汰了：name4
// 淘汰了：name2
// 淘汰了：name3
// 贏家是：name5
複製代碼