JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法

Posted 2020-07-30 lewo的博客

javascript的数组实现队列与堆栈的方法

今天在项目中要使用JavaScript实现数据结构中的队列和堆栈，这里做一下总结。

一、队列和堆栈的简单介绍

1.1、队列的基本概念

队列:是一种支持先进先出(FIFO)的集合,即先被插入的数据,先被取出!

如下图所示：

1.2、堆栈的基本概念

堆栈:是一种支持后进先出(LIFO)的集合,即后被插入的数据,先被取出!

如下图所示：

二、 在JavaScript中实现队列和堆栈

在JavaScript中实现队列和数组主要是通过数组，js数组中提供了以下几个方法可以让我们很方便实现队列和堆栈：

shift:从数组中把第一个元素删除，并返回这个元素的值。

unshift: 在数组的开头添加一个或更多元素，并返回新的长度

push:在数组的中末尾添加元素，并返回新的长度

pop:从数组中把最后一个元素删除，并返回这个元素的值。

2.1、实现队列

<script type="text/javascript">
        //创建一个数组来模拟队列
        var a=new Array();
        console.log(a);
        //unshift: 在数组的开头添加一个或更多元素，并返回新的长度
        console.log("入队");
        a.unshift(1)
        console.log(a);//----->1
        a.unshift(2);
        console.log(a);//----->2,1
        a.unshift(3);
        console.log(a);//----->3,2,1
        a.unshift(4);
        console.log(a);//----->4,3,2,1
        console.log("出队，先进先出");
        console.log(a);
        //pop：从数组中把最后一个元素删除，并返回这个元素的值
        a.pop();//----->1
        console.log(a);
        a.pop();//----->2
        console.log(a);
        a.pop();//----->3
        console.log(a);
        a.pop();//----->4
        console.log(a);
</script>

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

2.2、实现堆栈

<script type="text/javascript">
        //创建一个数组来模拟堆栈
        var a=new Array();
        console.log(a);
        //push: 在数组的末尾添加一个或更多元素，并返回新的长度
        console.log("入栈");
        a.push(1)
        console.log(a);//----->1
        a.push(2);
        console.log(a);//----->1,2
        a.push(3);
        console.log(a);//----->1,2,3
        a.push(4);
        console.log(a);//----->1,2,3,4
        console.log("出栈，后进先出");
        console.log(a);
        //pop：从数组中把最后一个元素删除，并返回这个元素的值
        a.pop();//----->4
        console.log(a);
        a.pop();//----->3
        console.log(a);
        a.pop();//----->2
        console.log(a);
        a.pop();//----->1
        console.log(a);
</script>

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

2.3、push方法和unshift方法的性能测试

Array的push与unshift方法都能给当前数组添加元素，不同的是，push是在末尾添加，而unshift则是在开头添加，从原理就可以知道，unshift的效率是较低的。原因是，它每添加一个元素，都要把现有元素往下移一个位置。但到底效率差异有多大呢?下面来简单测试一下。

<script type="text/javascript">
    /*
    关于代码中"var s=+newDate();"的技巧说明
    解释如下:=+这个运算符是不存在的;
    +相当于.valueOf();
    +new Date()相当于new Date().valueOf()
    //4个结果一样返回当前时间的毫秒数
      alert(+new Date());
      alert(+new Date);
      var s=new Date();
      alert(s.valueOf());
      alert(s.getTime());
    */
    var arr = [ ];
    var startTime = +new Date(); //+new Date()相当于new Date().valueOf()，返回当前时间的毫秒数
     // push性能测试 
     for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
     　　arr.push(i); 
     }
     var endTime = +new Date();
     console.log("调用push方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 
     
     startTime = +new Date(); 
     arr = [ ]; 
     // unshift性能测试 
     for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
     　　arr.unshift(i); 
     }
     endTime = +new Date();
     console.log("调用unshift方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 
</script>

这段代码分别执行了100000次push和unshift操作，在Google浏览器运行一次，得到的结果如下图所示：

可见，unshift比push要慢差不多100倍!因此，平时还是要慎用unshift，特别是对大数组。那如果一定要达到unshift的效果，可以借助于Array的reverse方法，Array的reverse的方法能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push添加，再执行一次reverse，就达到了unshift的效果。比如：

<script type="text/javascript">
      //创建一个数组来模拟堆栈
        var a=new Array();
        //使用push方法在数组的末尾添加元素
        a.push(1)
        a.push(2);
        a.push(3);
        a.push(4);
        console.log("数组反转之前数组中的元素顺序");
        console.log(a);//----->1,2,3,4
        //Array有一个叫做reverse的方法，能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push添加，再执行一次reverse，就达到了unshift的效果
        a.reverse();//使用reverse方法将数组进行反转
        console.log("数组反转之后数组中的元素顺序");
        console.log(a);
</script>

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

从运行结果来看，数组元素的顺序已经反转过来了。

2.4、reverse方法的性能测试

reverse的性能又如何呢，下面再来测试：

<script type="text/javascript">
        var arr = [ ], s = +new Date; 
        for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
        　　    arr.push(i); 
        }
        //调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转
        arr.reverse(); 
        console.log("调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转耗时："+(+new Date - s)+"毫秒");
</script>

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

从运行效果中可以看到，reverse方法的性能极高，可以放心使用。

以上就是关于在javascript中通过数组来实现队列和堆栈的总结，并且简单测试了一下push、unshift、reverse这几个方法在操作大数组方面的性能优劣。