队列

什么是队列

队列是一种非凡的线性表,只容许在队列的头部删除节点,在开端增加新的元素。

在咱们现实生活中,超市排队结账就是一个典型的例子。
第一个排队的结账后,从队列头部来到。想要结账的须要在队尾进来期待。

常见的办法

  • enqueue 从队列尾部增加一个元素(我也结账了,过去排队)
  • dequeue 从队列头部删除一个元素(我结账好了,来到队伍)
  • head 返回头部元素(我看看谁排在了最后面)
  • size 返回队列的大小(有多少集体在排队呢?)
  • clear 清空队列(11点啦,够钟关门了。全副人来到队伍)
  • isEmpty 判断队列是否为空(我看看有没有人在排队)
  • tail 返回队尾元素(我看看当初谁在最初面)

实现队列的逻辑

function Queue() {  const items = []  this.enqueue = function (item) {    items.push(item)  }  this.dequeue = function () {    return items.shift()  }  this.head = function () {    return items[0]  }  this.tail = function () {    return items[items.length - 1]  }  this.size = function () {    return items.length  }  this.clear = function () {    items.length = 0  }  this.isEmpty = function () {    return items.length === 0  }}

简略练习

1、约瑟夫环

题目要求

一个数组a[100]寄存0~99。要求每隔两个数删掉一个数,到开端时循环值结尾持续进行,求最初一个被删掉的数。

思路

咱们剖析一下,每隔两个删除一个元素,即删除第三个元素。
因为题意循环完结后,需从头再来过。
由此咱们能够借用队列的模式,将数据全副存到队列中。
通过循环该队列,并定义index记录以后的地位。当index为3的倍数的时候,咱们删除该元素,否则咱们将该元素从新加到队头。以此循环上来,直至队列中只剩下一个元素为止。
最初咱们返回队头的元素,就是咱们最初的后果。

代码实现
const test1 = [5, 6, 7, 8, 9, 10, 0, 1, 2, 3, 4]const test2 = []for (let i = 0; i < 100; i++) test2.push(i)function delRing(arrList) {  const queue = new Queue()  for (let i = 0; i < arrList.length; i++) queue.enqueue(arrList[i])  let index = 0  while (queue.size() !== 1) {    index++    const takeItem = queue.dequeue()    if (index % 3 !== 0) queue.enqueue(takeItem)  }  return queue.head()}console.log(delRing(test1))console.log(delRing(test2))

2、斐波那契数列

题目要求

该数列由 0 和 1 开始,前面的每一项数字都是后面两项数字的和。求第 n 个时的后果。

思路

该题有很多总解法,这里为了主题,所以采纳队列的形式进行解题。
因为咱们已知前两个是 0 和 1 开始。
咱们从2开始进行计算,因为咱们晓得2是0 + 1 = 1。
所以咱们间接往队列外面增加两个 1,队头示意地位 1 的值,队尾示意地位 2 的值。
接着咱们依据参数循环,因为咱们疏忽了 0 和 1 所以循环次数为 n - 2。并且定义 index 用于记录以后循环的次数。
每次循环咱们取出队头的值,在与队列中剩下的值进行相加,得出下一位的值。再将该值从新增加到队尾。
以此循环,直到循环完结后,咱们的队列中会有两个值,队尾的值就是咱们最终的后果。
将队尾的数值返回即可。

代码实现
function fibonacci(n) {  if (n < 2) return n  const queue = new Queue()  queue.enqueue(1)  queue.enqueue(1)  let index = 0  while (index < n - 2) {    const delQueue = queue.dequeue()    queue.enqueue(delQueue + queue.head())    index++  }  return queue.tail()}

3、用队列实现栈

通过应用队列实现栈的3个基本操作,push、pop、top。

思路

咱们定义两个队列 queue1 和 queue2,并定义两个变量 dataQueue 和 emptyQueue。
定义 initQueue 办法,能够将空队列保留到 emptyQueue 变量中。将存放数据的队列保留到 dataQueue 中。
当咱们 push、pop、top 的时候都须要执行一遍 initQueue 办法。
push 的时候,咱们就是往 dataQueue 中增加咱们的数据即可。
pop 的时候,咱们须要有将队尾的元素删除,然而队列只能从队头进来。咱们能够先把 dataQueue 中的数据顺次 dequeue 并增加到 emptyQueue 中,直到 dataQueue 的 size 为 1 时,就阐明达到了队尾。此时咱们在 dequeue 这个元素即可。删除后,dataQueue 为空。在下次 initQueue 后,dataQueue 本来的地址将指向 emptyQueue,反之。

代码实现
function QueueStack() {  const queue1 = new Queue()  const queue2 = new Queue()  let dataQueue = null  let emptyQueue = null    function initQueue() {    if (queue1.isEmpty() && queue2.isEmpty() || queue2.isEmpty()) {      dataQueue = queue1      emptyQueue = queue2    } else {      dataQueue = queue2      emptyQueue = queue1    }  }    this.push = function(item) {    initQueue()    dataQueue.enqueue(item)  }    this.pop = function() {    initQueue()    while (dataQueue.size > 1) {      emptyQueue.enqueue(dataQueue.dequeue())    }    return dataQueue.dequeue()  }    this.top = function() {    initQueue()    return dataQueue.tail()  }}

4、杨辉三角形

思路

咱们定义一个队列,用于寄存 n - 1 行的元素,以及第 n 行的元素。
例如当初循环到第二行,咱们队列中应该有 [1, 1, 1]。
再循环的时候,咱们察看可得,每一行的个数等于其行数。
所以这里咱们能够通过 for 语句管制输入后果个数为以后循环的行数,只输入 n -1 行的数据。剩下以后 n 行的数据保留,用于下次计算。
每次只输入上一行的数据。
然而因为咱们每一行计算,最初一个元素是漏了的,所以咱们间接在开端增加一个 1 即可。

代码实现
function printYangHui(n) {  const queue = new Queue()  queue.enqueue(1)  for (let i = 1; i <= n; i++) {    let output = ""    let preValue = 0    for (let j = 0; j < i; j++) {      const cur = queue.dequeue()      output += cur + " "      const next = cur + preValue      preValue = cur      queue.enqueue(next)    }    queue.enqueue(1)    console.log(output)  }}

另一种实现形式根本一样,能够通过标记进行辨别。遇到 0 的时候则终止输入。

function printYangHui(n) {  const queue = new Queue()  queue.enqueue(1)  queue.enqueue(0)  for (let i = 1; i <= n; i++) {    let output = ''    let preValue = 0    while (true) {      const cur = queue.dequeue()      if (cur === 0) {        queue.enqueue(1)        queue.enqueue(0)        break      } else {        output += cur + " "        queue.enqueue(cur + preValue)        preValue = cur      }    }    console.log(output)  }}