JavaScript数据结构与算法（四）队列和双端队列

jindong 发布于2019-08-26 14:01 / 3084人阅读

摘要：我们已经学习了栈，队列和栈非常类似，但是队列遵循的是先进先出原则的一组有序的项，并从顶部移除元素，但是最新添加的元素必须排在队列的末尾。恩，我们的前辈就提出了双端队列，允许用户在队首进行添加和删除元素的操作，队尾也是一样。

我们已经学习了栈，队列和栈非常类似，但是队列遵循的是先进先出（FIFO）原则的一组有序的项，并从顶部移除元素，但是最新添加的元素必须排在队列的末尾。在生活中也有队列的应用，比如我们在售票处排队等票，队头的人先拿到票，就走了，而新来的人，就必须排在队伟文明排队。

队列 创建队列

class Queue {
  constructor() {
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;//追踪队列的第一个元素
    this.items = {};
  }

向队列添加元素

enqueue(element) {
    this.items[this.count] = element;
    this.count++;
  }

细节就是要注意到队列只能在尾部添加元素

检查队列是否为空并获取它的长度

size() {
    return this.count - this.lowestCount;
  };
isEmpty() {
    return this.size() === 0;
  };

从队列移除元素

dequeue() {
    //判断是否为空
    if (this.isEmpty()) {
      return undefined;
    }
    const result = this.items[this.lowestCount];
    delete this.items[this.lowestCount];
    this.lowestCount++;
    return result;
  }

查看队列头元素

 peek() {
    if (this.isEmpty()) {
      return undefined;
    }
    return this.items[this.lowestCount];
  }

清空队列

clear() {
    this.items = {};
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
  }

创建toString方法

toString() {
    if (this.isEmpty()) {
      return "";
    }
    let objString = `${this.items[this.lowestCount]}`;
    for (let i = this.lowestCount + 1; i < this.count; i++) {
      objString = `${objString},${this.items[i]}`;
    }
    return objString;
  }

好的，我们的队列到此就创建完毕了。但是，有些小伙伴就有疑问了，还是排队情景，假如我已经离开售票厅了，但是我还想再问些简单问题，直接到前台询问，这就是队首添加元素了，还有队尾的人突然有事离开了，这也是删除元素操作呀，那这个用队列怎么实现。恩，我们的前辈就提出了双端队列，允许用户在队首进行添加和删除元素的操作，队尾也是一样。

双端队列 创建双端队列

class Deque {
  constructor() {
    this.count = 0;
    this.lowestCount = 0;
    this.items = {};
  }

添加操作 队首添加元素

addFront(element) {
    if (this.isEmpty()) {//空队列
      this.addBack(element);
    } else if (this.lowestCount > 0) {//之前被删除，重新添加
      this.lowestCount--;
      this.items[this.lowestCount] = element;
    } else {
      for (let i = this.count; i > 0; i--) {
        this.items[i] = this.items[i - 1];
      }
      this.count++;
      this.items[0] = element;
    }
  }

队尾添加元素

addBack(element) {
    this.items[this.count] = element;
    this.count++;
  }

删除操作 队首删除元素

removeFront() {
    if (this.isEmpty()) {
      return undefined;
    }
    const result = this.items[this.lowestCount];
    delete this.items[this.lowestCount];
    this.lowestCount++;
    return result;
  }

队尾删除元素

removeBack() {
    if (this.isEmpty()) {
      return undefined;
    }
    this.count--;
    const result = this.items[this.count];
    delete this.items[this.count];
    return result;
  }

查询操作 返回队首元素

peekFront() {
    if (this.isEmpty()) {
      return undefined;
    }
    return this.items[this.lowestCount];
  }

返回队尾元素

peekBack() {
    if (this.isEmpty()) {
      return undefined;
    }
    return this.items[this.count - 1];
  }

队列的实践 模拟击鼓传花游戏

情景：孩子们围城一圈，把花传递给身边的人，某一时刻停止，花在谁手上，谁就推出。重复这个操作，剩下的最后一个人就是胜利者。
代码实现：

function hotPotato(elementsList, num) {
  const queue = new Queue();
  const elimitatedList = [];

  for (let i = 0; i < elementsList.length; i++) {
    queue.enqueue(elementsList[i]);
  }

  while (queue.size() > 1) {
    for (let i = 0; i < num; i++) {
      queue.enqueue(queue.dequeue());
    }
    elimitatedList.push(queue.dequeue());
  }

  return {
    eliminated: elimitatedList,
    winner: queue.dequeue()
  };
}

回文检查器

检查一个词组挥着字符串是否为回文。
代码实现：

function palindromeChecker(aString) {
  if (
    aString === undefined
    || aString === null
    || (aString !== null && aString.length === 0)
  ) {
    return false;
  }
  const deque = new Deque();
  const lowerString = aString.toLocaleLowerCase().split(" ").join("");
  let firstChar;
  let lastChar;

  for (let i = 0; i < lowerString.length; i++) {
    deque.addBack(lowerString.charAt(i));
  }

  while (deque.size() > 1) {
    firstChar = deque.removeFront();
    lastChar = deque.removeBack();
    if (firstChar !== lastChar) {
      return false;
    }
  }

  return true;
};

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