JavaScript实现队列结构(Queue)

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一、队列简介

队列是是一种受限的线性表,特点为先进先出FIFO:first in first out)。

  • 受限之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作;
  • 在表的后端(rear)进行插入操作; image-20200226171659886 队列类的实现:

队列的实现和栈一样,有两种方案:

  • 基于数组实现;
  • 基于链表实现;

队列的常见操作:

  • enqueue(element):向队列尾部添加一个(或多个)新的项;
  • dequeue():移除队列的第一(即排在队列最前面的)项,并返回被移除的元素;
  • front():返回队列中的第一个元素——最先被添加,也将是最先被移除的元素。队列不做任何变动(不移除元素,只返回元素信息与Stack类的peek方法非常类似);
  • isEmpty():如果队列中不包含任何元素,返回true,否则返回false;
  • size():返回队列包含的元素个数,与数组的length属性类似;
  • toString():将队列中的内容,转成字符串形式;

二、封装队列类

2.1.代码实现

    // 基于数组封装队列类
    function Queue() {
    // 属性
      this.items = []
      
    // 方法
    // 1.enqueue():将元素加入到队列中
    Queue.prototype.enqueue = element => {
      this.items.push(element)
    }

    // 2.dequeue():从队列中删除前端元素
    Queue.prototype.dequeue = () => {
      return this.items.shift()
    }

    // 3.front():查看前端的元素
    Queue.prototype.front = () => {
      return this.items[0]
    }

    // 4.isEmpty:查看队列是否为空
    Queue.prototype.isEmpty = () => {
      return this.items.length == 0;
    }

    // 5.size():查看队列中元素的个数
    Queue.prototype.size = () => {
      return this.items.length
    }

    // 6.toString():将队列中元素以字符串形式输出
    Queue.prototype.toString = () => {
      let resultString = ''
        for (let i of this.items){
          resultString += i + ' '
        }
        return resultString
      }
    }

测试代码:

    // 创建队列
    let queue = new  Queue()

    // 将元素加入到队列中
    queue.enqueue('a')
    queue.enqueue('b')
    queue.enqueue('c')
    queue.enqueue('d')
    console.log(queue);												//58

    // 从队列中删除元素
    queue.dequeue()
    console.log(queue);												//62
    queue.dequeue()
    console.log(queue);												//64

    //front
    console.log(queue.front());								 		//67
    
    // 验证其他方法
    console.log(queue.isEmpty());								 	//70
    console.log(queue.size());								 		//71
    console.log(queue.toString());								 	//72

三、优先队列

优先级队列主要考虑的问题为:

  • 每个元素不再只是一个数据,还包含数据的优先级;
  • 在添加数据过程中,根据优先级放入到正确位置;

3.1.优先级队列的实现

代码实现:

    // 封装优先级队列
    function PriorityQueue() {

      //内部类:在类里面再封装一个类;表示带优先级的数据
      function QueueElement(element, priority) {
        this.element = element;
        this.priority = priority;
      } 

      // 封装属性
      this.items = []

      // 1.实现按照优先级插入方法
      PriorityQueue.prototype.enqueue = (element, priority) => {
        // 1.1.创建QueueElement对象
        let queueElement = new QueueElement(element, priority)

        // 1.2.判断队列是否为空
        if(this.items.length == 0){
          this.items.push(queueElement)
        }else{
          // 定义一个变量记录是否成功添加了新元素
          let added = false
          for(let i of this.items){
            // 让新插入的元素与原有元素进行优先级比较(priority越小,优先级越大)
            if(queueElement.priority < i.priority){
              this.items.splice(i, 0, queueElement)
              added = true
              // 新元素已经找到插入位置了可以使用break停止循环
              break
            }
          }
          // 新元素没有成功插入,就把它放在队列的最前面
          if(!added){
            this.items.push(queueElement)
          }
        }
      }

      // 2.dequeue():从队列中删除前端元素
      PriorityQueue.prototype.dequeue = () => {
        return this.items.shift()
      }

      // 3.front():查看前端的元素
      PriorityQueue.prototype.front = () => {
        return this.items[0]
      }

      // 4.isEmpty():查看队列是否为空
      PriorityQueue.prototype.isEmpty = () => {
        return this.items.length == 0;
      }

      // 5.size():查看队列中元素的个数
      PriorityQueue.prototype.size = () => {
        return this.items.length
      }

      // 6.toString():以字符串形式输出队列中的元素
      PriorityQueue.prototype.toString = () => {
        let resultString = ''
          for (let i of this.items){
            resultString += i.element + '-' + i.priority + ' '
          }
          return resultString
        }
    }

测试代码:

    // 测试代码
    let pq = new PriorityQueue();
    pq.enqueue('Tom',111);
    pq.enqueue('Hellen',200);
    pq.enqueue('Mary',30);
    pq.enqueue('Gogo',27);
    // 打印修改过后的优先队列对象
    console.log(pq);