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数据结构-队列结构和优先级队列

数据结构-队列结构和优先级队列

作者: AAA前端 | 来源:发表于2021-07-20 08:51 被阅读0次

    队列

    队列(Queue),和栈一样,也是一种对数据的"存"和"取"有严格要求的[线性存储结构]

    它是一种受限的线性表,先进先出FIFO(First In First Out)

    • 受限之处在于它只允许在表的前端进行删除操作
    • 而在表的后端进行插入操作

    栈和队列不要混淆,栈结构是一端封口,特点是"先进后出";而队列的两端全是开口,特点是"先进先出"

    js实现

       // js 实现队列
        function Queue() {
            // 队列属性
            this.items = [];
    
            // 向队列尾部添加新的项
            Queue.prototype.enqueue = function(element) {
                this.items.push(element);
            };
    
            // 移除队列的第一项,并返回被移除的元素
            Queue.prototype.dequeue = function() {
                return this.items.shift();
            };
    
            // 返回队列第一个元素
            Queue.prototype.front = function() {
                return this.items[0];
            };
    
            // 队列是否为空
            Queue.prototype.isEmpty = function() {
                return this.items.length === 0;
            };
    
            // 返回队列的元素个数
            Queue.prototype.size = function() {
                return this.items.length;
            };
    
            // 将队列转换为字符串形式
            Queue.prototype.toString = function() {
                var str = "";
                for (var i = 0; i < this.items.length; i++) {
                    str += this.items[i] + " ";
                }
                return str;
            };
        }
    
        // 测试队列
        var queue = new Queue();
    
        queue.enqueue("aaa");
        queue.enqueue("bbb");
        queue.enqueue("ccc");
        queue.enqueue("ddd");
        console.log(queue.toString()); // aaa bbb ccc ddd 
        queue.dequeue();
        console.log(queue.toString()); // bbb ccc ddd
        console.log(queue.isEmpty()); // false
        console.log(queue.size()); //3
    

    应用 实现击鼓传花

    规则: 几个朋友围成一圈,依次报数,当到某个数字时,淘汰对应的人。 剩下的人继续从淘汰的下一位开始重新报数。 知道只剩余1人时结束。

       // 击鼓传花
       // list 所有人  num 第几个数字淘汰
       function passGame(list, num) {
           // 创建队列
           var queue = new Queue();
    
           // 把list中的人加入到队列中
           for (var i = 0; i < list.length; i++) {
               queue.enqueue(list[i]);
           }
    
           //   开始报数
           // 循环条件 剩余人数大于1
           while (queue.size() > 1) {
               // 从0开始 到 淘汰数字前 的所有人 重新加入队列
               for (var i = 0; i < num - 1; i++) {
                   queue.enqueue(queue.dequeue());
               }
               // 对应的淘汰数字的人,直接淘汰
               queue.dequeue();
           }
           //   获取最后的胜利的人
           var endName = queue.front();
           console.log('胜利者', endName);
           //   返回 剩下的胜利者是原来列表第几
           return list.indexOf(endName);
       }
    
       var list = ['zs', 'ls', 'ww', 'zl', 'leilei']
       console.log(passGame(list, 3)) //最后胜利 zl 第3
    

    优先级队列

    优先队列不再遵循先入先出的原则,而是分为两种情况:

    最大优先队列,无论入队顺序,当前最大的元素优先出队。

    最小优先队列,无论入队顺序,当前最小的元素优先出队。

    优先级队列中的元素并非依照被推入队列的顺序排列。而是自动依照元素的权值排列。权值最高者排在最前面。

    优先级队列要考虑的问题

    • 每个元素不再只是一个暑假,而且包含数据的优先级
    • 在添加方式中,根据优先级放入正确的位置。

    比如现实中的例子:
    急诊科会考虑病情严重的患者,而不是排号的顺序

    js实现优先级队列

        // 优先级队列
        function PriorityQueue() {
            // 封装属性
            this.items = [];
    
            // PriorityQueue 中创建一个内部类, 用来保存元素的优先级
            // 传入元素 和 优先级
            function QueueElement(element, priority) {
                this.element = element;
                this.priority = priority;
            }
    
            // 实现插入方法
            PriorityQueue.prototype.enqueue = function(element, priority) {
                //   创建 QueueElement对象
                var queueElement = new QueueElement(element, priority);
    
                // 判断队列是否为空, 为空直接放入队列
                if (this.items.length === 0) {
                    this.items.push(queueElement);
                } else {
                    // 否则 遍历比较队列中的每一项的优先级,
                    // 当前传入元素的优先级小于队列中的某一项时,插入,并终止遍历
                    var flag = false; // 标志 是否插入
                    for (var i = 0; i < this.items.length; i++) {
                        if (queueElement.priority < this.items[i].priority) {
                            this.items.splice(i, 0, queueElement);
                            flag = true;
                            break;
                        }
                    }
                    if (!flag) {
                        this.items.push(queueElement);
                    }
                }
            };
            // 移除队列的第一项,并返回被移除的元素
            PriorityQueue.prototype.dequeue = function() {
                return this.items.shift();
            };
    
            // 返回队列第一个元素
            PriorityQueue.prototype.front = function() {
                return this.items[0].element;
            };
    
            // 队列是否为空
            PriorityQueue.prototype.isEmpty = function() {
                return this.items.length === 0;
            };
    
            // 返回队列的元素个数
            PriorityQueue.prototype.size = function() {
                return this.items.length;
            };
    
            // 将队列转换为字符串形式
            PriorityQueue.prototype.toString = function() {
                var str = "";
                for (var i = 0; i < this.items.length; i++) {
                    str += this.items[i].element + " ";
                }
                return str;
            };
        }
    
        // 测试代码
        var pq = new PriorityQueue()
    
        pq.enqueue('aaa-100', 100)
        pq.enqueue('bbb-10', 10)
        pq.enqueue('ccc-50', 50)
        pq.enqueue('ddd-30', 30)
    
        console.log(pq.toString()); // bbb-10 ddd-30 ccc-50 aaa-100 
    
        pq.dequeue()
        console.log(pq.toString()); //ddd-30 ccc-50 aaa-100 
        console.log(pq.isEmpty()); // false
        console.log(pq.size()); // 3
    

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