JS數據結構學習：隊列

隊列的定義

隊列是遵循先進先出原則的一組有序的項，與棧的不一樣的是，棧無論是入棧仍是出棧操做都是在棧頂操做，隊列則是在隊尾添加元素，隊頂移除，用一個圖來表示大概是這樣事的：

用一個更形象的例子就是：排隊服務，老是先排隊的人會先接受服務，固然不考慮插隊的狀況

隊列的建立

與棧的建立相似，首先建立一個表示隊列的函數，而後定義一個數組用來保存隊列裏的元素：

function Queue() {
  let items = []
}

建立隊列後須要爲其定義一些方法，通常來講隊列包含如下方法：

• enqueue(element)：向隊的尾部添加一個新的項
• dequeue()：移除隊列第一項，並返回被移除的元素
• front()：返回隊列第一項，隊列不作任何變更
• isEmpty()：若是隊列中沒有任何元素返回true，不然返回false
• size()：返回隊列包含的元素個數

具體實現：

function Queue() {
  let items = []
  // 向隊列的尾部添加新元素
  this.enqueue = function (element) {
    items.push(element)
  }
  // 遵循先進先出原則，從隊列的頭部移除元素
  this.dequeue = function () {
    return items.shift()
  }
  // 返回隊列最前面的項
  this.front = function () {
    return items[0]
  }
  // 返回隊列是否爲空
  this.isEmpty = function () {
    return items.length === 0
  }
  // 返回隊列的長度
  this.size = function () {
    return items.length
  }
  // 打印隊列，方便觀察
  this.print = function () {
    console.log(items.toString())
  }
}

隊列的使用

接下來讓咱們看看隊列的使用：

let queue = new Queue()
queue.enqueue('a')
queue.enqueue('b')
queue.enqueue('c')
queue.dequeue()
queue.print()

首先向隊列中添加三個元素：a,b,c,而後移除隊列中的一個元素，最後打印現有隊列，讓咱們一塊兒圖解這個過程：

es6實現Queue

和實現Stack類同樣，也能夠用es6的class語法實現Queue類，用WeakMap保存私用屬性items，並用閉包返回Queue類，來看具體實現：

let Queue = (function () {
  let items = new WeakMap
  class Queue {
    constructor () {
      items.set(this, [])
    }
    enqueue (element) {
      let q = items.get(this)
      q.push(element)
    }
    dequeue () {
      let q = items.get(this)
      return q.shift()
    }
    front () {
      let q = items.get(this)
      return q[0]
    }
    isEmpty () {
      let q = items.get(this)
      return q.length === 0
    }
    size () {
      let q = items.get(this)
      return q.length
    }
    print () {
      let q = items.get(this)
      console.log(q.toString())
    }
  }
  return Queue
})()
let queue = new Queue()
queue.enqueue('a')
queue.enqueue('b')
queue.enqueue('c')
queue.dequeue()
queue.print()

優先隊列

優先隊列顧名思義就是：隊列中的每一個元素都會有各自的優先級，在插入的時候會根據優先級的高低順序進行插入操做，和前面隊列實現有點不太同樣的地方，隊列中的元素多了有先級的屬性，下面來看具體代碼：

function PriorityQueue() {
  let items = []
  // 隊列元素，多定義一個優先級變量
  function QueueElement(element, priority) {
    this.element = element
    this.priority = priority
  }
  this.enqueue = function (element, priority) {
    let queueElement = new QueueElement(element, priority)
    let added = false
    for (let i = 0; i < items.length; i++) {
      //數字越小優先級越高
      if (queueElement.priority < items[i].priority) {
        items.splice(i, 0, queueElement)
        added = true
        break
      }
    }
    if (!added) {
      items.push(queueElement)
    }
  }
  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 () {
    for (let i = 0; i < items.length; i++) {
      console.log(`${items[i].priority}-${items[i].element}`)
    }
  }
}
let priorityQueue = new PriorityQueue()
priorityQueue.enqueue('a', 3)
priorityQueue.enqueue('b', 2)
priorityQueue.enqueue('c', 1)
priorityQueue.dequeue()
priorityQueue.print()

入隊時若是隊列爲空直接加入隊列，不然進行比較，priority小的優先級高，優先級越高放在隊列的越前面，下面用一個圖來看調用過程：

循環隊列

循環隊列顧名思義就是：給定一個數，而後迭代隊列，從隊列開頭移除一項，而後再將其加到隊列末尾，當循環到給定數字時跳出循環，從隊首移除一項，直至剩餘一個元素，下面來看具體代碼：

unction Queue() {
  let items = []
  this.enqueue = function (element) {
    items.push(element)
  }
  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 () {
    console.log(items.toString())
  }
}
function loopQueue(list, num) {
  let queue = new Queue()
  for (let i = 0; i<list.length; i++) {
    queue.enqueue(list[i])
  }
  while (queue.size() > 1) {
    for (let j = 0; j<num; j++) {
      queue.enqueue(queue.dequeue())
    }
    let out = queue.dequeue()
    console.log('出隊列：' + out)
  }
  return queue.dequeue()
}
console.log('last：' + loopQueue(['a', 'b', 'c', 'd', 'e'], 3))

總結

這篇文章主要對隊列作了簡單介紹，對隊列以及相關應用作了簡單實現。若是有錯誤或不嚴謹的地方，歡迎批評指正，若是喜歡，歡迎點贊。