一、隊列簡介

隊列是是一種受限的線性表，特點為先進先出（FIFO：first in first out）。

受限之處在于它只允許在表的前端（front）進行刪除操作；在表的后端（rear）進行插入操作；

相當于排隊買票，先來的先買票，后來的后買票。

隊列的應用：

打印隊列：計算機打印多個文件的時候，需要排隊打印；線程隊列：當開啟多線程時，當新開啟的線程所需的資源不足時就先放入線程隊列，等待CPU處理；

隊列類的實現：

隊列的實現和棧一樣，有兩種方案：

基于數組實現；基于鏈表實現；

隊列的常見操作：

enqueue（element）：向隊列尾部添加一個（或多個）新的項； dequeue（）：移除隊列的第一（即排在隊列最前面的）項，并返回被移除的元素； front（）：返回隊列中的第一個元素——最先被添加，也將是最先被移除的元素。隊列不做任何變動（不移除元素，只返回元素信息與Stack類的peek方法非常類似）； isEmpty（）：如果隊列中不包含任何元素，返回true，否則返回false； size（）：返回隊列包含的元素個數，與數組的length屬性類似； toString（）：將隊列中的內容，轉成字符串形式；

二、封裝隊列類

2.1.代碼實現

// 基于數組封裝隊列類 function Queue() { // 屬性 this.items = [] // 方法 // 1.enqueue():將元素加入到隊列中 Queue.prototype.enqueue = element => { this.items.push(element) } // 2.dequeue():從隊列中刪除前端元素 Queue.prototype.dequeue = () => { return this.items.shift() } // 3.front():查看前端的元素 Queue.prototype.front = () => { return this.items[0] } // 4.isEmpty:查看隊列是否為空 Queue.prototype.isEmpty = () => { return this.items.length == 0; } // 5.size():查看隊列中元素的個數 Queue.prototype.size = () => { return this.items.length } // 6.toString():將隊列中元素以字符串形式輸出 Queue.prototype.toString = () => { let resultString = ’’ for (let i of this.items){ resultString += i + ’ ’ } return resultString } }

測試代碼：

// 創建隊列 let queue = new Queue() // 將元素加入到隊列中 queue.enqueue(’a’) queue.enqueue(’b’) queue.enqueue(’c’) queue.enqueue(’d’) console.log(queue); //58 // 從隊列中刪除元素 queue.dequeue() console.log(queue); //62 queue.dequeue() console.log(queue); //64 //front console.log(queue.front()); //67 // 驗證其他方法 console.log(queue.isEmpty()); //70 console.log(queue.size()); //71 console.log(queue.toString()); //72

測試結果：

2.2.隊列的應用

使用隊列實現小游戲：擊鼓傳花，傳入一組數據和設定的數字num，循環遍歷數組內元素，遍歷到的元素為指定數字num時將該元素刪除，直至數組剩下一個元素。

代碼實現：

// 隊列應用：面試題：擊鼓傳花 let passGame = (nameList, num) => { //1.創建隊列結構 let queue = new Queue() //2.將所有人依次加入隊列 // 這是ES6的for循環寫法，i相當于nameList[i] for(let i of nameList){ queue.enqueue(i) } // 3.開始數數 while(queue.size() > 1){//隊列中只剩1個人就停止數數 // 不是num的時候，重新加入隊列末尾 // 是num的時候，將其從隊列中刪除 // 3.1.num數字之前的人重新放入隊列的末尾(把隊列前面刪除的加到隊列最后) for(let i = 0; i< num-1; i++ ){ queue.enqueue(queue.dequeue()) } // 3.2.num對應這個人，直接從隊列中刪除 /* 思路是這樣的，由于隊列沒有像數組一樣的下標值不能直接取到某一元素，所以采用，把num前面的num-1個元素先刪除后添加到隊列末尾，這樣第num個元素就排到了隊列的最前面，可以直接使用dequeue方法進行刪除 */ queue.dequeue() } //4.獲取剩下的那個人 console.log(queue.size()); //104 let endName = queue.front() console.log(’最終剩下的人：’ + endName); //106return nameList.indexOf(endName); } //5.測試擊鼓傳花 let names = [’lily’, ’lucy’, ’Tom’, ’Lilei’, ’Tony’] console.log(passGame(names, 3));//113

測試結果：

三、優先隊列

優先級隊列主要考慮的問題為：

每個元素不再只是一個數據，還包含數據的優先級；在添加數據過程中，根據優先級放入到正確位置；3.1.優先級隊列的實現

代碼實現：

// 封裝優先級隊列 function PriorityQueue() { //內部類：在類里面再封裝一個類;表示帶優先級的數據 function QueueElement(element, priority) { this.element = element; this.priority = priority; } // 封裝屬性 this.items = [] // 1.實現按照優先級插入方法 PriorityQueue.prototype.enqueue = (element, priority) => { // 1.1.創建QueueElement對象 let queueElement = new QueueElement(element, priority) // 1.2.判斷隊列是否為空 if(this.items.length == 0){ this.items.push(queueElement) }else{ // 定義一個變量記錄是否成功添加了新元素 let added = false for(let i of this.items){ // 讓新插入的元素與原有元素進行優先級比較(priority越小，優先級越大) if(queueElement.priority < i.priority){ this.items.splice(i, 0, queueElement) added = true // 新元素已經找到插入位置了可以使用break停止循環 break } } // 新元素沒有成功插入，就把它放在隊列的最前面 if(!added){ this.items.push(queueElement) } } } // 2.dequeue():從隊列中刪除前端元素 PriorityQueue.prototype.dequeue = () => { return this.items.shift() } // 3.front():查看前端的元素 PriorityQueue.prototype.front = () => { return this.items[0] } // 4.isEmpty():查看隊列是否為空 PriorityQueue.prototype.isEmpty = () => { return this.items.length == 0; } // 5.size():查看隊列中元素的個數 PriorityQueue.prototype.size = () => { return this.items.length } // 6.toString():以字符串形式輸出隊列中的元素 PriorityQueue.prototype.toString = () => { let resultString = ’’ for (let i of this.items){ resultString += i.element + ’-’ + i.priority + ’ ’ } return resultString } }

測試代碼：

// 測試代碼 let pq = new PriorityQueue(); pq.enqueue(’Tom’,111); pq.enqueue(’Hellen’,200); pq.enqueue(’Mary’,30); pq.enqueue(’Gogo’,27); // 打印修改過后的優先隊列對象 console.log(pq);

測試結果：

3.2.注意點

關于數組方法splice用法：

splice（1，0，’Tom’）：表示在索引為1的元素前面插入元素’Tom‘（也可以理解為從索引為1的元素開始刪除，刪除0個元素，再在索引為1的元素前面添加元素’Tom’）；

splice（1，1，’Tom’）：表示從索引為1的元素開始刪除（包括索引為1的元素），共刪除1個元素，并添加元素’Tom’。即把索引為1的元素替換為元素’Tom’。

數組的push方法在數組、棧和隊列中的形式：

數組：在數組[0，1，2]中，pop(3)，結果為[0，1，2，3]； 棧：執行pop(0)，pop(1)，pop(2)，pop(3)，從棧底到棧頂的元素分別為：0，1，2，3；如果看成數組，可寫為[0，1，2，3]，但是索引為3的元素3其實是棧頂元素；所以說棧的push方法是向棧頂添加元素（但在數組的視角下為向數組尾部添加元素）； 隊列：enqueue方法可以由數組的push方法實現，與數組相同，相當于在數組尾部添加元素。

可以這樣想：棧結構是頭朝下（索引值由下往上增大）的數組結構。

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