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。
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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
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;)
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。
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;
}
}
下面是我使用链表实现的堆栈和队列:
// Linked List function Node(data) { this.data = data; this.next = null; } // Stack implemented using LinkedList function Stack() { this.top = null; } Stack.prototype.push = function(data) { var newNode = new Node(data); newNode.next = this.top; //Special attention this.top = newNode; } Stack.prototype.pop = function() { if (this.top !== null) { var topItem = this.top.data; this.top = this.top.next; return topItem; } return null; } Stack.prototype.print = function() { var curr = this.top; while (curr) { console.log(curr.data); curr = curr.next; } } // var stack = new Stack(); // stack.push(3); // stack.push(5); // stack.push(7); // stack.print(); // Queue implemented using LinkedList function Queue() { this.head = null; this.tail = null; } Queue.prototype.enqueue = function(data) { var newNode = new Node(data); if (this.head === null) { this.head = newNode; this.tail = newNode; } else { this.tail.next = newNode; this.tail = newNode; } } Queue.prototype.dequeue = function() { var newNode; if (this.head !== null) { newNode = this.head.data; this.head = this.head.next; } return newNode; } Queue.prototype.print = function() { var curr = this.head; while (curr) { console.log(curr.data); curr = curr.next; } } var queue = new Queue(); queue.enqueue(3); queue.enqueue(5); queue.enqueue(7); queue.print(); queue.dequeue(); queue.dequeue(); queue.print();
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]