作为一个优良的程序猿须要具备常识的广度。首先是要理解你抉择的编程语言。如果你正在浏览这篇文章,最有可能应用 JavaScript。
然而在相熟了编程语言之后,你还必须理解如何依据工作轻松且无效地操纵数据。这就是数据结构的用武之地。
在本文中,我将形容队列数据这个构造:它都有哪些操作以及在 JavaScript 中怎么实现。
1. 队列数据结构
如果你喜爱到处旅行,必定在火车站经验过检票这道手续。如果有很多人要坐火车,那么很天然地会造成一个队列。刚进入车站的人退出队列。另一边刚刚通过检票的人从队列中走出。这就是队列的一个例子,与队列数据结构的操作形式雷同。
队列是一种遵循先入先出(FIFO)规定的数据结构。第一个进入队列中的我的项目(输出)是第一个出队(输入)的。
队列有 2 个指针:队首和队尾。最先进入队列进行排队的我的项目位于 队首 ,而最初进入队列的我的项目位于 队尾。
回顾车站的例子,第一个检票的是在队列的队首。刚进入队列的人在队尾。
从更高的层面来看,队列是一种容许你依照先后顺序解决我的项目的数据结构。
2. 队列的操作
队列反对 2 个次要操作:入队(enqueue)和 出队(dequeue),另外还有 peek 和 length 操作。
2.1 入队操作
入队操作在队列的尾部插入我的项目,使其成为队列的队尾。
上图中的入队操作在队尾插入了 8
,之后 8
成为队列的队尾。
queue.enqueue(8);
2.2 出队操作
出队操作取出队列中第一个我的项目,此时队列中的下一个我的项目成为队首。
在上图中,出队操作返回我的项目 7
并从队列中删除。出队之后之后,我的项目 2
成为新的队首。
queue.dequeue(); // => 7
2.3 Peek 操作
Peek 操作读取队首的我的项目,然而不扭转队列。
上图中 7
是队首。peek 操作只需返回队首 7
然而不批改队列。
queue.peek(); // => 7
2.4 length
length 操作返回队列中蕴含我的项目的数量。
上图中的队列有 4 项:4
、6
、2
和。7
。后果队列长度为 4
。
queue.length; // => 4
2.5 队列操作的工夫复杂度
对于队列所有操作的重点:enqueue,dequeue,peek 和 length 必须以常数工夫复杂度 O(1)
执行。
常数工夫复杂度 O(1)
意味着无论队列大小如何(不论是有 10 个还是 100 万个我的项目),这些操作都必须在绝对统一的工夫内执行。
3. 用 JavaScript 实现队列
来看一下怎么在保障所有操作必须以常数工夫复杂度O(1)
要求实现队列这种数据结构。
class Queue {constructor() {this.items = {};
this.headIndex = 0;
this.tailIndex = 0;
}
enqueue(item) {this.items[this.tailIndex] = item;
this.tailIndex++;
}
dequeue() {const item = this.items[this.headIndex];
delete this.items[this.headIndex];
this.headIndex++;
return item;
}
peek() {return this.items[this.headIndex];
}
get length() {return this.tailIndex - this.headIndex;}
}
const queue = new Queue();
queue.enqueue(7);
queue.enqueue(2);
queue.enqueue(6);
queue.enqueue(4);
queue.dequeue(); // => 7
queue.peek(); // => 2
queue.length; // => 3
const queue = new Queue()
是创立队列的实例。
queue.enqueue(7)
办法将 7
存入队列中。
queue.dequeue()
从队列中取出一个头部我的项目,而 queue.peek()
只读队首项。
最初的 Queue.Length
显示队列中还有多少个我的项目。
对于实现:在 Queue
类中,一般对象 this.Items
将队列的我的项目通过数值索引放弃。队首项的索引由 Where.HeadInex
跟踪,队尾项由 this.tailIndex
跟踪。
队列办法的复杂度
在 Queue
的 queue()
、dequeue()
、peek()
和 length()
办法中存在:
- 属性拜访器(如:
this.items[this.headIndex]
), - 执行算数操作(如:
this.headidex++
)
这些办法的工夫复杂度是恒定的工夫 O(1)
。
4. 总结
队列是一种遵循先入先出(FIFO)规定的的数据结构。
队列有 2 个次要操作:入队和出队。另外,队列能够有辅助操作,例如 peek 和 length。
所有队列操作都必须以常数工夫 O(1)
执行。
挑战一下:改良 dequeue()
和 peek()
办法,当在空队列上执行时会抛出谬误。
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