这是我参与2022首次更文挑战的第9天，活动详情查看：2022首次更文挑战

前言

之前写过一篇文章给大家介绍了js中的堆排序，[路飞]_js中的堆排序，同时也介绍了一下堆排序和优先队列的关系，总而言之就一句话，堆排序是一种排序方式，优先队列是基于堆排序实现的一种数据结构。上次我在leetcode上通过默认的插件库去实现字母排序那道题的时候，发生了这样子令人迷惑的行为：最大堆和最小堆的优先队列都能用，但是自定义排序规则的优先队列却用不了，于是我不服气呀，决定今天手撕一篇优先队列，最终代码可以直接作为工具类引入使用。（PS：看官老爷们可以直接复制最终代码就成为你自己的工具类了。）

简介

首先简单介绍一下优先队列是干嘛的 -- 优先队列也是一种队列结构，但是它不同于普通队列的先进先出和栈的先进后出，它是根据自己的优先级来觉得弹出的顺序的，也意味着你可以今天说按身高排序出列，明天可以说按体重顺序排序出列，后天可以说按男女顺序排序出列。总之一句话，怎么开心怎么来。但是有个前提条件，你要告诉它，排序的规则是什么的，比如说按身高从低到高进行排序。这个是创建优先队列的时候需要传递的一个参数，以函数的形式传递参数，也是函数柯里化的一种表现。

然后它需要实现几个方法：

constructor() 初始化方法，传入排序的规则，后续整个队列都按这种规则来进行排序；
enQueue() 入队，插入队列末尾，每次跟父节点对比，看看需不需要跟父节点交换位置往上冒泡，这是一个递归的过程，直到冒泡到根节点或者不需要交换位置；
deQueue() 出队，把当前头元素返回，同时把当前最后一个元素作为头元素，然后让当前头元素跟左右子节点做比较，取左右子节点的最值进行节点的交换，直到冒泡到最后一层节点或者不需要交换位置；
size() 获取当前优先队列中元素的总个数；
isEmpty() 判断当前优先队列是否为空；
front() 获取第一个元素；
clear() 清空当前队列中的所有元素。

实现

这里直接用es6的class写法来实现一版，图省事。否则的话用函数式编程这些方法的挂载都得通过PriorityQueue.prototype.xxx来挂上去，看上去没这么舒服。

初始化

class PriorityQueue {
    constructor(sortBy) {
        // 先把排序方式定下来， 默认值是按从小到大排序
        this.sortBy = sortBy || ((a, b) => a - b);
        // 一开始队列的样子，js中用数组直接表示
        this.queue = [];
    }

    // 入队 -- 插入元素
    enQueue() {

    }

    // 出队 -- 获取最值
    deQueue() {

    }

    // 获取最值 -- 不移除
    front() {
        return this.queue[0];
    }

    // 获取队列中的元素总数
    size() {
        return this.queue.length;
    }

    // 判断当前优先队列是否为空
    isEmpty() {
        return this.size() === 0;
    }

    // 清空当前队列中的所有元素
    clear() {
        this.queue = [];
    }
}

最终代码

class PriorityQueue {
    constructor(sortBy) {
        // 先把排序方式定下来， 默认值是按从小到大排序
        this.sortBy = sortBy || ((a, b) => a - b);
        // 一开始队列的样子，js中用数组直接表示
        this.queue = [];
    }

    // 入队 -- 插入元素
    enQueue(node) {
        this.queue.push(node);
        this.size++;
        this.heapifyFromBottom();
    }

    // 出队 -- 获取最值
    deQueue() {
        const top = this.front();
        this.queue[0] = this.queue.pop();
        this.heapifyFromTop();
        return top;
    }

    // 获取最值 -- 不移除
    front() {
        return this.queue[0];
    }

    // 获取队列中的元素总数
    size() {
        return this.queue.length;
    }

    // 判断当前优先队列是否为空
    isEmpty() {
        return this.size() === 0;
    }

    // 清空当前队列中的所有元素
    clear() {
        this.queue = [];
    }

    // 从上往下递进 -- 取出节点时
    heapifyFromTop(i = 0) {
        let left = i * 2 + 1;
        let right = i * 2 + 2;

        let maxIndex = i;

        // 左节点是最值的话
        if (left <= this.size() && this.sortBy(arr[left], arr[maxIndex]) > 0) {
            maxIndex = left;
        }

        // 右节点是最值的话
        if (right <= this.size() && this.sortBy(arr[right], arr[maxIndex]) > 0) {
            maxIndex = right;
        }

        // 如果当前节点不是最值，那么当前节点的值要往下传递，让下面的最值冒泡上来
        if (maxIndex !== i) {
            this.swap(i, maxIndex);
            this.heapifyFromTop(maxIndex);
        }
    }

    // 从下往上冒泡 -- 插入节点时
    heapifyFromBottom(i = this.size() - 1) {
        let parent = Math.floor((i - 1) / 2);
        
        // 看看是否需要进行下一轮冒泡
        if (parent >= 0 && this.sortBy(arr[parent], arr[i]) > 0) {
            this.swap(i, parent);
            this.heapifyFromBottom(parent);
        }
    }

    // 交换节点的值
    swap(i, j) {
        const temp = this.queue[i];
        this.queue[i] = arr[j];
        this.queue[j] = temp;
    }
}

初始化完发现我们要实现的方法实际上就两个，一个是入队（插入节点），一个是出队（删除头节点）。而且我们知道优先队列是基于堆排序实现的，那么我们直接把堆排序的方法加进来。

看懂了的小伙伴可以点个关注、咱们下道题目见。如无意外以后文章都会以这种形式，有好的建议欢迎评论区留言。

[前端]_重学js中的优先队列

前言

简介

实现

初始化

最终代码