Create a pair of classes that provide the various methods that each of these data structures has (push, pop, peek, etc). Now implement the methods. If you're familiar with the concepts behind stack/queue, this should be pretty straightforward. You can implement the stack with an array, and a queue with a linked list, although there are certainly other ways to go about it. Javascript will make this easy, because it is weakly typed, so you don't even have to worry about generic types, which you'd have to do if you were implementing it in Java or C#.

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)

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)。

如果有人需要它，你可以使用这个NPM包https://www.npmjs.com/package/data-structures-typescript，它有一个队列和堆栈，它支持javascript和typescript，它是通用的，所以你可以用你自己的值类型;)

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。

没有数组(年代)

//Javascript stack linked list data structure (no array)

function node(value, noderef) {
    this.value = value;
    this.next = noderef;
}
function stack() {
    this.push = function (value) {
        this.next = this.first;
        this.first = new node(value, this.next);
    }
    this.pop = function () {
        var popvalue = this.first.value;
        this.first = this.first.next;
        return popvalue;
    }
    this.hasnext = function () {
        return this.next != undefined;
    }
    this.isempty = function () {
        return this.first == undefined;
    }

}

//Javascript stack linked list data structure (no array)
function node(value, noderef) {
    this.value = value;
    this.next = undefined;
}
function queue() {
    this.enqueue = function (value) {
        this.oldlast = this.last;
        this.last = new node(value);
        if (this.isempty())
            this.first = this.last;
        else 
           this.oldlast.next = this.last;
    }
    this.dequeue = function () {
        var queuvalue = this.first.value;
        this.first = this.first.next;
        return queuvalue;
    }
    this.hasnext = function () {
        return this.first.next != undefined;
    }
    this.isempty = function () {
        return this.first == undefined;
    }

}