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JavaScript的数据结构与算法(一)——栈和队列

JavaScript的数据结构与算法(一)——栈和队列

作者: wengjq | 来源:发表于2017-02-18 17:44 被阅读35次

    1、栈

    栈是一种遵从后进先出(LIFO)原则的有序集合。新添加的或待删除的元素都保存在栈的末尾。称作栈顶,另一端就叫栈底。在栈里,新元素都靠近栈顶,旧元素都靠近栈底。现在通过数组的方法来实现栈,代码如下:

    function Stack() {
      var items = [];
      this.push = function(element){//添加一个(或几个)新元素到栈顶
        items.push(element);
      };
      this.pop = function(){//移除栈顶的元素,同时返回被移除元素
        return items.pop();
      };
      this.peek = function(){//返回栈顶的元素,但并不对栈做任何修改
        return items[items.length-1];
      };
      this.isEmpty = function(){//如果栈内没有任何元素就返回true,否则返回false
        return items.length == 0;
      };
      this.size = function(){//返回栈里的元素个数
        return items.length;
      };
      this.clear = function(){//移除栈里的所有元素
        items = [];
      };
      this.print = function(){//打印
        console.log(items.toString());
      };
      this.toString = function(){
        return items.toString();
      };
    }
    

    下面是一个小算法题,可以视为栈的综合利用,如何将10进制数字转成2进制数字:

    function divideBy2(decNumber){
      var remStack = new Stack(),
      rem,
      binaryString = "";
    
      while(decNumber > 0){
        rem = Math.floor(decNumber % 2);
        remStack.push(rem);
        decNumber = Math.floor(decNumber / 2);
      }
      while(!remStack.isEmpty()){
        binaryString += remStack.pop().toString();//余数除完翻转过来就是2进制数
      }
      return binaryString;
    }
    

    升级版, 如何将10进制数字转成任意进制数字,代码如下:

    function baseConverter(decNumber,base){
      var remStack = new Stack(),
      rem,
      baseString = "",
      digits = "0123456789ABCDEF";
    
      while(decNumber > 0){
        rem = Math.floor(decNumber % base);
        remStack.push(rem);
        decNumber = Math.floor(decNumber / base);
      }
      while(!remStack.isEmpty()){
        baseString += digits[remStack.pop()];
      }
      return baseString;
    } 
    baseConverter(100345,2) // "11000011111111001"
    baseConverter(100345,8) //"303771"
    baseConverter(100345,16) // "187F9"   
    

    2、队列

    队列遵循的是FIFO(先进先出)的原则的一组有序的项。队列从尾部添加新元素,并从顶部移除元素,最新添加的元素必须排列在队列的末尾。

    function Queue() {
      var items = [];
      this.enqueue = function(element){//向队列尾部添加一个(或是多个)元素
        items.push(element);
      };
      this.dequeue = function(){//移除队列的第一个元素,并返回被移除的元素
        return items.shift();
      };
      this.front = function(){//返回队列的第一个元素——最先被添加的,也将是最先被移除的元素。队列不做任何变动。(不移除元素,只返回元素信息。与stack的peek方法类似)
        return items[0];
      };
      this.isEmpty = function(){//如果队列内没有任何元素就返回true,否则返回false
        return items.length == 0;
      };
      this.clear = function(){//移除队列里的所有元素
        items = [];
      };
      this.size = function(){//返回队列里的元素个数
        return items.length;
      };
      this.print = function(){//打印                                                                                                                                                                                                                             
        console.log(items.toString());
      };
     }
    
    2.1、优先队列

    指队列元素的添加和移除是基于优先级的。实现一个优先队列,有两种选项:设置优先级,然后再正确的位置添加元素;或者用入队操作添加元素,然后按照优先级移除他们。下例将会在正确的位置添加元素,如下:

    function PriorityQueue(){
      var items = [];
      function QueueElement(element, priority){
        this.element = element;
        this.priority = priority;
      }
      this.enqueue = function(element, priority){
        var queueElement = new QueueElement(element, priority);
        if(this.isEmpty()){
          items.push(queueElement);
        }else{
          var added = false;
          for(var i = 0; i < items.length; i++){
              if(queueElement.priority < items[i].priority){
                items.splice(i,0,queueElement);
                added = true;
                break;
              }
          }
        } 
        if(!added){
          items.push(queueElement);
        }
      }
      this.isEmpty = function(){
        return items.length == 0;
      }
      this.print = function(){
        console.log(items);
      }
    }
    
    2.2、循环队列——击鼓传花

    击鼓传花游戏,在这个游戏中,孩子们围成一个圆圈,把花尽快的传递给旁边的人。某一时刻传花停止,这个时候花落在谁手里,谁就退出圆圈结束游戏。重复这个过程,直到只剩下一个孩子。例子如下:

    function hotPotato(namelist, num){
      var queue = new Queue();
      for(var i = 0; i < namelist.length; i++){
        queue.enqueue(namelist[i]);
      }
      var eliminated = '';
      while(queue.size() > 1){
        for(var i = 0; i < num; i++){
          queue.enqueue(queue.dequeue());
        }
        eliminated = queue.dequeue();
        console.log(eliminated+"在游戏中淘汰了。");
      }
      return queue.dequeue();
    }
    var names = ["a","b","c","d","e"];
    var winner = hotPotato(names,7);
    console.log("胜利者"+winner);
    //c在游戏中淘汰了。
    //b在游戏中淘汰了。
    //e在游戏中淘汰了。
    //d在游戏中淘汰了。
    //胜利者a

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