在JavaScript中实现堆栈和队列的最佳方法是什么?

我想做调车场算法我需要这些数据结构。


当前回答

下面是一个队列的链表版本,它也包括最后一个节点,这是@perkins建议的,也是最合适的。

// QUEUE Object Definition

var Queue = function() {
  this.first = null;
  this.last = null;
  this.size = 0;
};

var Node = function(data) {
  this.data = data;
  this.next = null;
};

Queue.prototype.enqueue = function(data) {
  var node = new Node(data);

  if (!this.first){ // for empty list first and last are the same
    this.first = node;
    this.last = node;
  } else { // otherwise we stick it on the end
    this.last.next=node;
    this.last=node;
  }

  this.size += 1;
  return node;
};

Queue.prototype.dequeue = function() {
  if (!this.first) //check for empty list
    return null;

  temp = this.first; // grab top of list
  if (this.first==this.last) {
    this.last=null;  // when we need to pop the last one
  }
  this.first = this.first.next; // move top of list down
  this.size -= 1;
  return temp;
};

其他回答

数组。

栈:

var stack = [];

//put value on top of stack
stack.push(1);

//remove value from top of stack
var value = stack.pop();

队列:

var queue = [];

//put value on end of queue
queue.push(1);

//Take first value from queue
var value = queue.shift();

单端队列

这是一个使用映射的队列。由于插入顺序得到了保证,所以可以像迭代数组一样迭代它。除此之外,它的思想与Queue.js非常相似。

我做了一些简单的测试,但还没有进行广泛的测试。我还添加了一些我认为很好的功能(通过数组构造)或易于实现(例如last()和first())。

它背后的简单版本/直觉如下:

class Queue {
    constructor() {
        this.offset = 0
        this.data = new Map()
    }

    enqueue(item) {
        const current = this.offset + this.length()
        this.data.set(current, item)
    }

    dequeue() {
        if (this.length() > 0) {
            this.data.delete(this.offset)
            this.offset += 1
        }
    }

    first() {
        return this.data.get(this.offset)
    }

    last() {
        return this.data.get(this.offset + this.length() - 1)
    }

    length() {
        return this.data.size
    }
}

简单版本的问题是,当内存索引超过9千万亿(Number.MAX_SAFE_INTEGER的值)时,需要重新映射内存。此外,我认为它可能很好有数组构造,它很高兴看到值正在进入队列和退出队列返回。可以通过编写以下代码来解释这一点:

class Queue {
    constructor() {
        this.offset = 0
        this.data = new Map()
        if (arguments.length === 1) this._initializeFromArray(arguments[0])
    }

    enqueue(item) {
        const current = this.offset + this.length()
        this.data.set(current, item)
        let result = this.data.get(current)
        this._remapDataIfMaxMemoryViolation(current, Number.MAX_SAFE_INTEGER)
        return result
    }

    dequeue() {
        let result = undefined
        if (this.length() > 0) {
            result = this.data.get(this.offset)
            this.data.delete(this.offset)
            this.offset += 1
        }
        if (this.length() === 0) this.offset = 0
        return result
    }

    first() {
        return this.data.get(this.offset)
    }

    last() {
        return this.data.get(this.offset + this.length() - 1)
    }

    length() {
        return this.data.size
    }

    _remapDataIfMaxMemoryViolation(current, threshhold) {
        if (current+1 === threshhold) {
            const length = this.length()
            this.offset = 0
            for (const [key, value] of this.data) {
                this.data.set(this.offset, value)
                this.data.delete(key, value)
                this.offset += 1
                if (this.offset === length) break
            }       
        }
    }

    _initializeFromArray(array) {
        for (const value of array) {
            this.data.set(this.offset, value)
            this.offset += 1
        }
    }
}

我在Chrome开发控制台进行了一些测试,对完整版本进行了以下调用。

l = console.log // I'm lazy with typing
q = new Queue()
l('enqueue', q.enqueue(1))
l('enqueue', q.enqueue(2))
l('enqueue', q.enqueue(3))
l('enqueue', q.enqueue("hello"))
l('enqueue', q.enqueue("monkey"))
l('show 5 elements: ', q.data)
l('length', q.length())
l('first', q.first())
l('last', q.last())
l('dequeue', q.dequeue())
l('dequeue', q.dequeue())
l('show 3 elements', q.data)
q._remapDataIfMaxMemoryViolation(q.length()+q.offset-1, 5)
l('show 3 remapped elements', q.data)

l(queue = new Queue([3,4,5,6,7,8,9]))
l(queue.data)

Javascript中的常规数组结构是一个堆栈(先入后出),也可以用作队列(先入先出),这取决于你所做的调用。

检查这个链接,看看如何让一个数组像一个队列:

队列

  var x = 10; 
  var y = 11; 
  var Queue = new Array();
  Queue.unshift(x);
  Queue.unshift(y);

  console.log(Queue)
  // Output [11, 10]

  Queue.pop()
  console.log(Queue)
  // Output [11]

数组是Javascript中的堆栈。只需使用arr.push(x)和y = arr.pop()。

下面是用Javascript实现队列的最简单方法,对于enqueue(x)和y = dequeue(),它的平摊时间都是O(1)。它使用从插入索引到元素的映射。

function newQueue() {
    return {
        headIdx: 0,
        tailIdx: 0,
        elts: {},
        enqueue: (elt) => queue.elts[queue.tailIdx++] = elt,
        dequeue: () => {
            if (queue.headIdx == queue.tailIdx) {
                throw new Error("Queue is empty");
            }
            return queue.elts[queue.headIdx++];
        },
        size: () => queue.tailIdx - queue.headIdx,
        isEmpty: () => queue.tailIdx == queue.headIdx
    };
}

使用链表实现的队列比这种基于映射的方法更有效,使用循环缓冲区实现的队列比这种基于映射的方法更有效,但这两种数据结构的实现更复杂(特别是循环缓冲区数据结构)。