JavaScripts数据结构 队列

Posted 2023-02-22 白瑕

文章目录

• 前言
• 一、队列数据结构
• • 1.创建队列
  • 2.设置操作方法
• 二、双端队列
• • 1.创建双端队列
  • 2.设置双端队列方法
• 三、基于双端队列实现回文检查器
• 总结

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前言

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一、队列数据结构

与栈的先进后出原则相反, 队列遵循的是先进先出(FIFO), 在队尾入队, 在队首出队, 新增者必须被添加至队尾.

1.创建队列

如果基于对象来实现队列, 那么获取元素操作的时间复杂度会更低.
item对象作为队列本体, count属性描述队列的大小, lowestCount辅助描述第一个元素.

class Queue 
  consructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  

直接操作这个队列总是不安全的, 还需要一些方法来规范队列的操作标准.

2.设置操作方法

1. 增加元素, 按照队列的原则, 必须加到队尾, 由enqueqe实现.

class Queue 
  consructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  enqueqe (element)  // 由队尾添加元素
    this.items[this.count] = element;
    this.count++;
  

由于items是Object类型, 增加元素需要使用count作为键, 每次新增元素完毕count加1, 预备下一次元素增加.

2. 移除元素, 参考栈模型出栈, 必须从队首移除, 越早加入队列的元素将越早遭到移除.
   不能使用数组pop方法的情况下依靠lowestCount枚举属性并delete来移除.

class Queue 
  consructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  dequeqe()  // 由队首移除元素
    if (this.isEmpty())  // 判定队列当前是否为空, 防止报错;
      return undefined;
    
    const result = this.items[this.lowestCount]; // 获取队首元素
    delete this.items[this.lowestCount]; // 删除队首元素
    this.lowestCount++;
    return result;
  

3. 检查队首元素
   返回位于队首的元素.

class Queue 
  consructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  peek() 
    if (this.isEmpty()) 
      return undefined;
    
    return this.items[this.lowestCount];
  

4. 检查队列是否为空

class Queue 
  consructor () 
    this.count = 0;
    this.losestCount = 0;
    this.items = ;
  
  isEmpty() 
    return this.count = this.lowestCount === 0;
  

5. 获取队列长度

class Queue 
  consructor () 
    this.count = 0;
    this.losestCount = 0;
    this.items = ;
  
  size () 
    return this.count - this.lowestCount;
  

6. 清空队列
   构造函数数据全部重置为初始值.

class Queue 
  consructor () 
    this.count = 0;
    this.losestCount = 0;
    this.items = ;
  
  clear () 
    this.items = ;
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
  

使用就不说了, 看得明白方法就能用.

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二、双端队列

双端队列是一种特殊的队列, 它允许队尾队首的添加和撤销操作, 而非普通队列的队尾进队首出.
双端队列同时遵守先进后出和后进先出原则, 可以说是栈和队列的结合数据结构.

1.创建双端队列

老样子, 双端队列和普通队列看起来没什么不同, 只是操作原则上更自由.

class Deque 
  constructor () 
	this.count = 0;
	this.lowsetCount = 0;
	this.items = ;
  

2.设置双端队列方法

情况会比普通队列复杂一些:

1. 由队首增加元素
   排队, 但是直接插到队首.

class Deque 
  constructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  addFront (element) 
    if (this.isEmpty())  // 空队列, 不考虑队首尾, 直接添加
      this.addBack(element)
     else if (this.lowestCount > 0)  // 见解释2
      this.lowestCount--;
      thid.items[this.lowestCount] = element;
     else  // 见解释3
      for (let i = this.count; i > 0; i--) 
        this.items[i] = this.items[i - 1];
      
      this.count++;
      this.lowestCount = 0;
      this.items[0] = element;
    
  

解释2:
lowestCount作为最小键已不为0, 说明调用addFront前队首移除过元素, lowestCount作为目前最小key应当减1后作为新的最小key加到队首

items = 
  3: 'hello',
  4: 'baiX'

此时lowestCount为3, 说明012已遭到移除, 那么增加新的元素于队首, 新key应当为2, 故lowestCount需要减1.

解释3:
队首从0开始的队列, 在队首增加元素, 可以直接使lowestCount继续减1, 队首key进入负数范围, 但本处希望key依旧从0开始, 那么需要将所有队列元素向队尾移动1位, 为新元素腾出位置.

2. 由队末增加元素
   排队, 规规矩矩排到队尾.

class Deque 
  constructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  addBack(element) 
    this.count++;
    this.items[this.count] = element;
  

3. 由队首移除
   排队打饭, 打到了, 走人了.

class Deque 
  constructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  removeFront() 
    if (this.isEmpty())  // 判空防止报错
      return undefined;
    
    const result = this.items[this.lowestCount];
    delete this.items[this.lowestCount]; // 删除队首元素
    this.lowestCount++; // 更新最小key为曾经倒数第二元素的key.
    return result;
  

4. 由队尾移除
   排了半年, 等烦了, 跑了.

class Deque 
  constructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  removeBack() 
    if (this.isEmpty()) 
      return undefined;
    
    this.count--;
    const result = this.items[this.count];
    delete this.items[this.count];
    return result;
  

5. 获取大小&判空

class Deque 
  constructor () 
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = ;
  
  isEmpty() 
    return this.size() === 0;
  
  size() 
    return this.count - this.lowestCount;
  

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三、基于双端队列实现回文检查器

回文: 正反都能读通的单词, 词组, 数, 或一系列字符的序列, 例如madam.

function palindromeChecker(aString) 
  if (aString === undefined ||
    aString === null ||
   (aString !== null && 
    aString.length === 0)) 
      return false;
  
  const deque = new Deque(); // 实例化双端队列, 上面声明过的.
  const lowerString = astring.toLocaleLowerCase().split('').join(''); // 全小写字符串
  let isEqual = true;
  let firstChar, lastChar;
  for (let i = 0; i < lowerString.length; i++) 
    deque.addBack(lowerString.charAt(i)); // 拆解字符串逐个加入队列
  
  while (deque.size() > 1 && isEqual)  
  // 首尾同时取, 对称性检查, 一旦不对称isEqual改为flase跳出循环.
  // 该循环会在达到队列中央元素/不再存在元素时停止
    firstChar = deaue.removeFront();
    lastChar = deaue.removeBack();
    if (firstChar !== lastChar) 
      isEqual = false;
    
  
  return isEqual;

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总结

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