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
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)。
其他回答
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
在我看来,内建数组对于堆栈来说是很好的。如果你想在TypeScript中使用Queue,这里有一个实现
/**
* A Typescript implementation of a queue.
*/
export default class Queue {
private queue = [];
private offset = 0;
constructor(array = []) {
// Init the queue using the contents of the array
for (const item of array) {
this.enqueue(item);
}
}
/**
* @returns {number} the length of the queue.
*/
public getLength(): number {
return (this.queue.length - this.offset);
}
/**
* @returns {boolean} true if the queue is empty, and false otherwise.
*/
public isEmpty(): boolean {
return (this.queue.length === 0);
}
/**
* Enqueues the specified item.
*
* @param item - the item to enqueue
*/
public enqueue(item) {
this.queue.push(item);
}
/**
* Dequeues an item and returns it. If the queue is empty, the value
* {@code null} is returned.
*
* @returns {any}
*/
public dequeue(): any {
// if the queue is empty, return immediately
if (this.queue.length === 0) {
return null;
}
// store the item at the front of the queue
const item = this.queue[this.offset];
// increment the offset and remove the free space if necessary
if (++this.offset * 2 >= this.queue.length) {
this.queue = this.queue.slice(this.offset);
this.offset = 0;
}
// return the dequeued item
return item;
};
/**
* Returns the item at the front of the queue (without dequeuing it).
* If the queue is empty then {@code null} is returned.
*
* @returns {any}
*/
public peek(): any {
return (this.queue.length > 0 ? this.queue[this.offset] : null);
}
}
这里有一个笑话测试
it('Queue', () => {
const queue = new Queue();
expect(queue.getLength()).toBe(0);
expect(queue.peek()).toBeNull();
expect(queue.dequeue()).toBeNull();
queue.enqueue(1);
expect(queue.getLength()).toBe(1);
queue.enqueue(2);
expect(queue.getLength()).toBe(2);
queue.enqueue(3);
expect(queue.getLength()).toBe(3);
expect(queue.peek()).toBe(1);
expect(queue.getLength()).toBe(3);
expect(queue.dequeue()).toBe(1);
expect(queue.getLength()).toBe(2);
expect(queue.peek()).toBe(2);
expect(queue.getLength()).toBe(2);
expect(queue.dequeue()).toBe(2);
expect(queue.getLength()).toBe(1);
expect(queue.peek()).toBe(3);
expect(queue.getLength()).toBe(1);
expect(queue.dequeue()).toBe(3);
expect(queue.getLength()).toBe(0);
expect(queue.peek()).toBeNull();
expect(queue.dequeue()).toBeNull();
});
希望有人觉得这有用,
欢呼,
Stu
我认为实现堆栈和队列的最干净的方法应该是使用一个允许从两端添加和删除的容器,然后限制其在一端的功能,这可以通过Javascript中的一个简单数组来完成。
//堆栈容器在封装时使用的语句
// Allow push and pop from the same end
array.push(element);
array.pop();
//封装时在队列容器中使用的语句
// Allow push and pop from different ends
array.push(element);
array.shift();
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;
};
下面是一个相当简单的队列实现,有两个目标:
与array.shift()不同,您知道这个出队列方法需要常数时间(O(1))。 为了提高速度,这种方法使用的分配比链表方法少得多。
堆栈实现只共享第二个目标。
// Queue
function Queue() {
this.q = new Array(5);
this.first = 0;
this.size = 0;
}
Queue.prototype.enqueue = function(a) {
var other;
if (this.size == this.q.length) {
other = new Array(this.size*2);
for (var i = 0; i < this.size; i++) {
other[i] = this.q[(this.first+i)%this.size];
}
this.first = 0;
this.q = other;
}
this.q[(this.first+this.size)%this.q.length] = a;
this.size++;
};
Queue.prototype.dequeue = function() {
if (this.size == 0) return undefined;
this.size--;
var ret = this.q[this.first];
this.first = (this.first+1)%this.q.length;
return ret;
};
Queue.prototype.peek = function() { return this.size > 0 ? this.q[this.first] : undefined; };
Queue.prototype.isEmpty = function() { return this.size == 0; };
// Stack
function Stack() {
this.s = new Array(5);
this.size = 0;
}
Stack.prototype.push = function(a) {
var other;
if (this.size == this.s.length) {
other = new Array(this.s.length*2);
for (var i = 0; i < this.s.length; i++) other[i] = this.s[i];
this.s = other;
}
this.s[this.size++] = a;
};
Stack.prototype.pop = function() {
if (this.size == 0) return undefined;
return this.s[--this.size];
};
Stack.prototype.peek = function() { return this.size > 0 ? this.s[this.size-1] : undefined; };