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。
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
正如其他答案中解释的那样,堆栈实现是微不足道的。
然而,我在这个线程中没有找到任何满意的答案,所以我自己做了一个队列。
在这个线程中有三种类型的解决方案:
数组——在大型数组上使用array.shift()是最糟糕的解决方案,效率非常低。 链表——它是O(1),但是为每个元素使用一个对象有点过分,特别是如果它们很多而且它们很小,比如存储数字。 延迟移位数组——它包括将索引与数组关联。当一个元素退出队列时,索引向前移动。当索引到达数组的中间时,数组被切成两半以删除前一半。
在我看来,延迟移位数组是最令人满意的解决方案,但它们仍然将所有内容存储在一个大的连续数组中,这可能会有问题,并且当数组被切片时,应用程序将错开。
我使用小数组的链表(每个最多1000个元素)实现。这些数组的行为类似于延迟移位数组,只是它们从未被切片:当数组中的每个元素都被移除时,该数组将被简单地丢弃。
这个包在npm上,具有基本的FIFO功能,我最近刚刚推送了它。代码分为两部分。
这是第一部分
/** Queue contains a linked list of Subqueue */
class Subqueue <T> {
public full() {
return this.array.length >= 1000;
}
public get size() {
return this.array.length - this.index;
}
public peek(): T {
return this.array[this.index];
}
public last(): T {
return this.array[this.array.length-1];
}
public dequeue(): T {
return this.array[this.index++];
}
public enqueue(elem: T) {
this.array.push(elem);
}
private index: number = 0;
private array: T [] = [];
public next: Subqueue<T> = null;
}
这里是Queue的主类:
class Queue<T> {
get length() {
return this._size;
}
public push(...elems: T[]) {
for (let elem of elems) {
if (this.bottom.full()) {
this.bottom = this.bottom.next = new Subqueue<T>();
}
this.bottom.enqueue(elem);
}
this._size += elems.length;
}
public shift(): T {
if (this._size === 0) {
return undefined;
}
const val = this.top.dequeue();
this._size--;
if (this._size > 0 && this.top.size === 0 && this.top.full()) {
// Discard current subqueue and point top to the one after
this.top = this.top.next;
}
return val;
}
public peek(): T {
return this.top.peek();
}
public last(): T {
return this.bottom.last();
}
public clear() {
this.bottom = this.top = new Subqueue();
this._size = 0;
}
private top: Subqueue<T> = new Subqueue();
private bottom: Subqueue<T> = this.top;
private _size: number = 0;
}
类型注释(:X)可以很容易地删除,以获得ES6 javascript代码。
其他回答
Javascript有push和pop方法,它们操作在普通的Javascript数组对象上。
关于排队,请看这里:
http://safalra.com/web-design/javascript/queues/
Queues can be implemented in JavaScript using either the push and shift methods or unshift and pop methods of the array object. Although this is a simple way to implement queues, it is very inefficient for large queues — because of the methods operate on arrays, the shift and unshift methods move every element in the array each time they are called. Queue.js is a simple and efficient queue implementation for JavaScript whose dequeue function runs in amortized constant time. As a result, for larger queues, it can be significantly faster than using arrays.
你可以基于这个概念使用你自己的自定义类,这里是你可以用来做这些事情的代码片段
/*
* Stack implementation in JavaScript
*/
function Stack() {
this.top = null;
this.count = 0;
this.getCount = function() {
return this.count;
}
this.getTop = function() {
return this.top;
}
this.push = function(data) {
var node = {
data: data,
next: null
}
node.next = this.top;
this.top = node;
this.count++;
}
this.peek = function() {
if (this.top === null) {
return null;
} else {
return this.top.data;
}
}
this.pop = function() {
if (this.top === null) {
return null;
} else {
var out = this.top;
this.top = this.top.next;
if (this.count > 0) {
this.count--;
}
return out.data;
}
}
this.displayAll = function() {
if (this.top === null) {
return null;
} else {
var arr = new Array();
var current = this.top;
//console.log(current);
for (var i = 0; i < this.count; i++) {
arr[i] = current.data;
current = current.next;
}
return arr;
}
}
}
要检查这一点,请使用控制台,并逐一尝试这些行。
>> var st = new Stack();
>> st.push("BP");
>> st.push("NK");
>> st.getTop();
>> st.getCount();
>> st.displayAll();
>> st.pop();
>> st.displayAll();
>> st.getTop();
>> st.peek();
Javascript数组shift()很慢,特别是当包含很多元素时。我知道两种方法来实现平摊O(1)复杂度的队列。
首先是使用循环缓冲区和表加倍。我以前实现过这个。你可以在这里看到我的源代码 https://github.com/kevyuu/rapid-queue
第二种方法是使用两个堆栈。这是带有两个堆栈的队列的代码
function createDoubleStackQueue() {
var that = {};
var pushContainer = [];
var popContainer = [];
function moveElementToPopContainer() {
while (pushContainer.length !==0 ) {
var element = pushContainer.pop();
popContainer.push(element);
}
}
that.push = function(element) {
pushContainer.push(element);
};
that.shift = function() {
if (popContainer.length === 0) {
moveElementToPopContainer();
}
if (popContainer.length === 0) {
return null;
} else {
return popContainer.pop();
}
};
that.front = function() {
if (popContainer.length === 0) {
moveElementToPopContainer();
}
if (popContainer.length === 0) {
return null;
}
return popContainer[popContainer.length - 1];
};
that.length = function() {
return pushContainer.length + popContainer.length;
};
that.isEmpty = function() {
return (pushContainer.length + popContainer.length) === 0;
};
return that;}
这是使用jsPerf进行的性能比较
CircularQueue.shift() vs Array.shift()
http://jsperf.com/rapidqueue-shift-vs-array-shift
正如你所看到的,大数据集的速度要快得多
var stack = [];
stack.push(2); // stack is now [2]
stack.push(5); // stack is now [2, 5]
var i = stack.pop(); // stack is now [2]
alert(i); // displays 5
var queue = [];
queue.push(2); // queue is now [2]
queue.push(5); // queue is now [2, 5]
var i = queue.shift(); // queue is now [5]
alert(i); // displays 2
摘自“9个你可能不知道的JavaScript技巧”
有点晚了,但我认为答案应该在这里。下面是一个使用稀疏数组幂的O(1)入队列和O(1)出队列的Queue实现。
JS中的稀疏数组通常被忽视,但实际上它们是一块宝石,我们应该在一些关键任务中使用它们的力量。
这是一个骨架队列实现它扩展了数组类型并在O(1)中做了所有的事情。
class Queue extends Array { constructor(){ super() Object.defineProperty(this,"head",{ value : 0 , writable: true }); } enqueue(x) { this.push(x); return this; } dequeue() { var first; return this.head < this.length ? ( first = this[this.head] , delete this[this.head++] , first ) : void 0; // perfect undefined } peek() { return this[this.head]; } } var q = new Queue(); console.log(q.dequeue()); // doesn't break console.log(q.enqueue(10)); // add 10 console.log(q.enqueue("DIO")); // add "DIO" (Last In Line cCc R.J.DIO reis cCc) console.log(q); // display q console.log(q.dequeue()); // lets get the first one in the line console.log(q.dequeue()); // lets get DIO out from the line .as-console-wrapper { max-height: 100% !important; }
那么这里是否存在潜在的内存泄漏?不,我不这么认为。JS的稀疏数组是不连续的。因此,删除的项不应该成为数组内存占用的一部分。让GC帮你完成任务。这是免费的。
一个潜在的问题是,长度属性在不断将项目放入队列时无限增长。然而,仍然可以实现一个自动刷新(冷凝)机制,一旦长度达到某个值。
编辑:
上面的代码很好,但是删除操作符仍然是O(1),是一个很慢的操作符。此外,现代JS引擎是如此优化,对于< ~25000项。shift()工作O(1)无论如何。所以我们需要更好的东西。
在这种特殊情况下,随着引擎的发展,我们必须利用它们的新力量。下面的代码使用链表,我相信它是截至2021年最快、最安全的现代JS队列结构。
class Queue {
#head;
#last;
constructor(){
this.#head;
this.#last;
};
enqueue(value){
var link = {value, next: void 0};
this.#last = this.#head ? this.#last.next = link
: this.#head = link;
}
dequeue(){
var first;
return this.#head && ( first = this.#head.value
, this.#head = this.#head.next
, first
);
}
peek(){
return this.#head && this.#head.value;
}
};
这是一个非常快速的队列结构,并使用私有类字段隐藏关键变量以防止窥视。