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JavaScript隊列、優先隊列與循環隊列
編輯:關於JavaScript     

隊列是一種遵從先進先出(FIFO)原則的有序集合
隊列在尾部添加新元素,從頂部移除元素

隊列的理解

隊列在我們生活中最常見的場景就是排隊了
隊列這個名字也已經很通俗易懂了

和棧很像,這不過隊列是先入先出的數據結構

隊列的前面是隊頭
隊列的後面是隊尾
出隊從隊頭出
入隊從隊尾入

隊列的創建

和棧類似,這裡我就不就不啰嗦了
同樣需要實現一些功能
這裡我類比生活中的排隊上廁所

  • 向隊列中添加元素(進入排隊的隊伍中)
  • 移除隊頭元素(隊伍最前面的人出隊進入廁所)
  • 查看隊頭元素(查看隊伍最前面的人)
  • 判斷隊列是否為空(看看隊伍中有沒有人)
  • 移除隊伍全部元素(廁所炸了,都散了吧)
  • 查看棧裡元素個數(查看排隊的有多少人)

於是我們可以創建一個完整隊列實現,同樣是利用我們的數組實現
數組頭就是隊列頭

function Queue() {
  var items = [];
  this.enqueue = function (ele) {
    items.push(ele);
  };//入隊
  this.dequeue = function () {
    return items.shift();
  };//出隊
  this.front = function () {
    return items[0];
  };//查看隊頭元素
  this.isEmpty = function () {
    return items.length === 0;
  };//判斷隊列是否為空
  this.size = function () {
    return items.length;
  };//隊列大小
  this.clear = function () {
    items = [];
  };//清空隊列
  this.print = function () {
    console.log(items.toString());
  };//打印隊列
}
var queue = new Queue(); //聲明隊列的實例

隊列的使用

下面我們就用這個隊列簡單模擬排隊

var queue = new Queue();
console.log("隊列是否為空: " + queue.isEmpty());
queue.enqueue('Mr.A');
queue.enqueue('Mr.B');
queue.enqueue('Mr.C');
console.log("當前隊列:");
queue.print();
console.log("出隊的人: " + queue.dequeue());
console.log("當前隊列:");
queue.print();

控制台打印:


優先隊列

在我們排隊上廁所的時候,來了一位擁有VIP會員卡的朋友,插到了隊伍的最前面
過了一會兒又來了一位擁有SVIP會員卡的朋友,插到了VIP的前面

雖然這個比喻可能不恰當,但是生活中可能存在有優先級的隊列
優先級高的人可以查到優先級低的人前面

這就是循環隊列

如果優先值小的元素放到隊列的前面,這叫做最小優先隊列
反之優先值大的元素放到隊列的前面,這叫做最大優先隊列
但其實他們兩個僅僅是一個判斷的改變,實現方式是一樣的
優先隊列較普通隊列的區別也就是入隊要判斷優先級,並且需要對我們的元素進行處理,其他方法不變
這處理也就是把元素包裝為一個擁有優先級的對象
既然所有對象都有著同樣的屬性,那我們毫無疑問就應該使用工廠構建
我們可以稍微修改一下我們的隊列類
來實現一個最小優先隊列

function PriorityQueue() {
  var items = [];
  function QueEle(ele, priority){ //封裝我們的元素為一個對象
    this.ele = ele; //元素
    this.priority = priority; //優先級
  }
  this.enqueue = function (ele, priority) {
    var queObj = new QueEle(ele, priority); //創建隊列元素對象
    if(this.isEmpty()){ //如果隊列是空的,直接插入
      this.push(queObj);
    }else{
      var bAdded = false;
      for(var i = 0, len = items.length; i < len; i++){ 
        if(priority < items[i].priority){
          items.splice(i, 0, queObj); // 循環隊列,如果優先級小於這個位置元素的優先級,插入
          bAdded = true;
          break;
        }
      }
      if(!bAdded){
        items.push(queObj); // 如果循環一圈都沒有找到能插隊的位置,直接插入隊列尾部
      }
    }
  };
  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.clear = function () {
    items = [];
  };
  this.print = function () {
    //這個地方稍微修改一下下
    var temp = [];
    for(var i = 0, len = items.length; i < len; i++){
      temp.push(items[i].ele);
    }
    console.log(temp.toString());
  };
}

解釋我已經在代碼裡說的很明白
下面我們就用這個優先隊列同樣來模擬排隊上WC

var pQueue = new PriorityQueue();
pQueue.enqueue('Mr.A', 3);
pQueue.enqueue('Mr.B', 3);
pQueue.enqueue('Mr.C', 3);
console.log("原隊列:");
pQueue.print();
pQueue.enqueue('VIP', 2);
pQueue.enqueue('SVIP', 1);
console.log("新隊列:");
pQueue.print();

控制台打印:


循環隊列

循環隊列典型的例子擊鼓傳花
還記得在我上高中的時候我們晚自習一停電就玩這個
拿一個東西當“花”,輪著傳,“鼓”一停,拿到花的同學就要站起來唱歌
可以把循環隊列當作是隊列的應用
下面我們來模擬實現循環隊列擊鼓傳花

function hotPotato(pepoleList, frequency){ //參數:表示人的數組,傳花的頻率
  var queue = new Queue();
  for(var i = 0, len = pepoleList.length; i < len; i++){
    queue.enqueue(pepoleList[i]); //初始化,進入隊列
  }
  var eliminated;//被淘汰的同學
  while(queue.size() > 1){ //只要隊列至少還有兩個人,就一直循環
    for(var i = 0; i < frequency; i++){//出隊入隊,模擬循環效果
      queue.enqueue(queue.dequeue());
    }
    eliminated = queue.dequeue();//清算
    console.log(eliminated + '被淘汰');
  }
  return queue.dequeue();//返回隊列中的最後一人
}
var pepole = ['Mr.A','Mr.B','Mr.C','Mr.D','Mr.E','Mr.F'];
var gameWinner = hotPotato(pepole, 12);
console.log('全場最佳:' + gameWinner);

控制台輸出:

 

以上就是JavaScript下的隊列實現。
我們還簡單理解了兩個特殊的隊列:優先隊列與循環隊列。

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持。

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