21-2-数据结构-队列/优先队列
作者:互联网
队列是一种先进先出的数据结。队列只能在队尾插入元素,在队首删除元素,这点和栈不一样。它用于存储顺序排列的数据。队列就像我们日常中的排队一样,排在最前面的第一个办理业务,新来的人只能在后面排队。队列这种数据结构在编程中被用到很多地方。
定义队列的操作
上图展示了队列的两个操作,入队和出队。出队操作是删除对头的元素,入队操作是在队尾添加元素。除此之外我们还需要能够获取队首和队尾的元素或者全队列的元素,还需要知道队列的长度,还需要一个方法来清空队列,由此,我们定义队列的方法。
enqueue() 入队 dequeue() 出队 front() 返回队首 back() 返回队尾 toString() 返回所有队列中所有元素 length() 返回队列的长度 clear() 清空队列
队列的实现
javascript中的数组具有其他编程语言的数组没有的缺点,直接只用数组的push()方法就可以在数组末端加入元素,使用shift()方法可以删除数组的第一个元素。使用数组来实现队列顺理成章。
准备开始实现对列Queue类,先从构造函数开始;
function Queue() { this.dataStore = []; this.enqueue = enqueue; this.dequeue = dequeue; this.front = front; this.back = back; this.toString = toString; this.length = length; }
接下来开始实现对列的各个方法。
enqueue()方法向队尾添加一个元素,dequeue()方法删除队首的元素:
function enqueue(element) { this.dataStore.push(element); // 把新来的元素放在队尾 } function dequeue() { return this.dataStore.shift(); // 删除队首元素,并把这个元素返回 }
front()和back()方法分别是返回队列的队首和队尾的元素:
function front() { return this.dataStore[0]; // 返回队首元素 } function back() { return this.dataStore[this.dataStore.length - 1]; // 返回队尾元素 }
toString() 方法显示队列内的所有元素:
function toString() { var retStr = ''; this.dataStore.forEach(val => { // 遍历队列,把队列中的所有元素拼成字符串返回 retStr += val + '\n'; }); return retStr; }
length() 方法返回队列长度,clear()方法清空队列:
function length() { return this.dataStore.length; } function clear() { this.dataStore.length = 0; // 通过把队列的长置0来清空队列 }
到此,队列这种数据结构借助javascript已经实现了。接下来测试一下。
const q = new Queue(); q.enqueue('java'); q.enqueue('php'); q.enqueue('python'); console.log('队列里的所有元素:'); console.log(q.toString()); q.dequeue() console.log('出队之后所有元素:'); console.log(q.toString()); console.log('队首元素:' + q.front()); console.log('队尾元素:' + q.back()); console.log('队列长度:' + q.length()); q.clear(); console.log('清空队列后的长度:' + q.length());
输出结果:
优先队列
在一般情况下,从队列中删除的元素,一定是率先入队的元素。但有的特殊情况不用遵守先进先出的约定。比如急诊室里的队列,医生会根据病人病情的严重程度来决定服务的优先级。在这种队列里,从队列中删除的元素就有可能不是最先入队的元素。这种情况,就需要使用一个叫优先队列的数据结构来模拟。
接下来,我们以急诊室排队为例,实现以下优先队列。
在急诊室的候诊室里,分诊护士会评估患者病情的严重程度,然后给一个优先级代码,高优先级的患者先于低优先级的患 者就医,同样优先级的患者按照先来先服务的顺序就医。
先来定义存储队列元素的对象,然后再构建我们的优先队列系统:
function Patient(name, code) { this.name = name; this.code = code; // 优先级代码,整数,代表患者优先级 }
现在需要重新定义 dequeue() 方法,使其删除队列中拥有最高优先级的元素。我们规定优先码的值最小的元素优先级最高。新的 dequeue() 方法遍历队列的底层存储数组,从中找出优先码最小的元素,然后删除该元素。新的dequeque()方法定义如下所示:
function dequeue() { let priority = this.dataStore[0].code; let pos = 0; // 使用简单的顺序查找方法寻找优先级最高的元素 this.dataStore.forEach((p, i) => { if (p.code < priority) { priority = p.code; pos = i; } }); // 返回从队列中删除的元素 return this.dataStore.splice(pos, 1); }
最后,重新实现toString()方法来显示Patient对象。
function toString() { var retStr = ""; this.dataStore.forEach(p => { retStr += `${p.name} 优先级: ${p.code}\n`; }); return retStr; }
到此,模拟的急诊优先队列已经实现完成,我们测试一下。
var p = new Patient("小一", 5); const ed = new Queue(); ed.enqueue(p); p = new Patient("小二", 4); ed.enqueue(p); p = new Patient("小三", 6); ed.enqueue(p); p = new Patient("小四", 1); ed.enqueue(p); p = new Patient("小五", 1); console.log('正在排队的人:'); console.log(ed.toString()); // 第一轮 ed.enqueue(p); var seen = ed.dequeue(); console.log('正在被接诊的病人:' + seen[0].name); console.log('等待的人:') console.log(ed.toString()); // 下一轮 var seen = ed.dequeue(); console.log('正在被接诊的病人:' + seen[0].name); console.log('等待的人:') console.log(ed.toString()); // 下一轮 var seen = ed.dequeue(); console.log('正在被接诊的病人:' + seen[0].name); console.log('等待的人:') console.log(ed.toString());
输出:
可以看到,待诊病人按照优先级,一个一个的从队列中被接诊。
标签:console,21,队列,元素,enqueue,dataStore,数据结构,log 来源: https://www.cnblogs.com/haoqiyouyu/p/16065890.html