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
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。
其他回答
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
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。
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)。
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.
有很多方法可以在Javascript中实现堆栈和队列。上面的大多数答案都是非常肤浅的实现，我将尝试实现一些更可读(使用es6的新语法特性)和更健壮的东西。
下面是堆栈实现:
class Stack {
constructor(...items){
this._items = []
if(items.length>0)
items.forEach(item => this._items.push(item) )
}
push(...items){
//push item to the stack
items.forEach(item => this._items.push(item) )
return this._items;
}
pop(count=0){
//pull out the topmost item (last item) from stack
if(count===0)
return this._items.pop()
else
return this._items.splice( -count, count )
}
peek(){
// see what's the last item in stack
return this._items[this._items.length-1]
}
size(){
//no. of items in stack
return this._items.length
}
isEmpty(){
// return whether the stack is empty or not
return this._items.length==0
}
toArray(){
return this._items;
}
}
下面是如何使用堆栈:
let my_stack = new Stack(1,24,4);
// [1, 24, 4]
my_stack.push(23)
//[1, 24, 4, 23]
my_stack.push(1,2,342);
//[1, 24, 4, 23, 1, 2, 342]
my_stack.pop();
//[1, 24, 4, 23, 1, 2]
my_stack.pop(3)
//[1, 24, 4]
my_stack.isEmpty()
// false
my_stack.size();
//3
如果您想查看关于此实现的详细描述以及如何进一步改进，请阅读这里:http://jschap.com/data-structures-in-javascript-stack/
下面是es6中队列实现的代码:
class Queue{
constructor(...items){
//initialize the items in queue
this._items = []
// enqueuing the items passed to the constructor
this.enqueue(...items)
}
enqueue(...items){
//push items into the queue
items.forEach( item => this._items.push(item) )
return this._items;
}
dequeue(count=1){
//pull out the first item from the queue
this._items.splice(0,count);
return this._items;
}
peek(){
//peek at the first item from the queue
return this._items[0]
}
size(){
//get the length of queue
return this._items.length
}
isEmpty(){
//find whether the queue is empty or no
return this._items.length===0
}
}
下面是如何使用这个实现:
let my_queue = new Queue(1,24,4);
// [1, 24, 4]
my_queue.enqueue(23)
//[1, 24, 4, 23]
my_queue.enqueue(1,2,342);
//[1, 24, 4, 23, 1, 2, 342]
my_queue.dequeue();
//[24, 4, 23, 1, 2, 342]
my_queue.dequeue(3)
//[1, 2, 342]
my_queue.isEmpty()
// false
my_queue.size();
//3
要完整地了解如何实现这些数据结构以及如何进一步改进这些数据结构，您可能需要阅读jschap.com上的“在javascript中处理数据结构”系列。这是队列的链接——http://jschap.com/playing-data-structures-javascript-queues/
