在JavaScript中实现堆栈和队列的最佳方法是什么?
我想做调车场算法我需要这些数据结构。
当前回答
问候,
在Javascript中，栈和队列的实现如下:
堆栈:堆栈是一个容器，其中的对象是根据后进先出(LIFO)原则插入和删除的。
方法将一个或多个元素添加到数组的末尾，并返回数组的新长度。 方法从数组中删除最后一个元素并返回该元素。
队列:队列是根据先进先出(FIFO)原则插入和删除对象的容器(线性集合)。
方法将一个或多个元素添加到数组的开头。 Shift:该方法从数组中移除第一个元素。
let stack = []; stack.push(1);//[1] stack.push(2);//[1,2] stack.push(3);//[1,2,3] console.log('It was inserted 1,2,3 in stack:', ...stack); stack.pop(); //[1,2] console.log('Item 3 was removed:', ...stack); stack.pop(); //[1] console.log('Item 2 was removed:', ...stack); let queue = []; queue.push(1);//[1] queue.push(2);//[1,2] queue.push(3);//[1,2,3] console.log('It was inserted 1,2,3 in queue:', ...queue); queue.shift();// [2,3] console.log('Item 1 was removed:', ...queue); queue.shift();// [3] console.log('Item 2 was removed:', ...queue);
其他回答
有点晚了，但我认为答案应该在这里。下面是一个使用稀疏数组幂的O(1)入队列和O(1)出队列的Queue实现。
JS中的稀疏数组通常被忽视，但实际上它们是一块宝石，我们应该在一些关键任务中使用它们的力量。
这是一个骨架队列实现它扩展了数组类型并在O(1)中做了所有的事情。
class Queue extends Array { constructor(){ super() Object.defineProperty(this,"head",{ value : 0 , writable: true }); } enqueue(x) { this.push(x); return this; } dequeue() { var first; return this.head < this.length ? ( first = this[this.head] , delete this[this.head++] , first ) : void 0; // perfect undefined } peek() { return this[this.head]; } } var q = new Queue(); console.log(q.dequeue()); // doesn't break console.log(q.enqueue(10)); // add 10 console.log(q.enqueue("DIO")); // add "DIO" (Last In Line cCc R.J.DIO reis cCc) console.log(q); // display q console.log(q.dequeue()); // lets get the first one in the line console.log(q.dequeue()); // lets get DIO out from the line .as-console-wrapper { max-height: 100% !important; }
那么这里是否存在潜在的内存泄漏?不，我不这么认为。JS的稀疏数组是不连续的。因此，删除的项不应该成为数组内存占用的一部分。让GC帮你完成任务。这是免费的。
一个潜在的问题是，长度属性在不断将项目放入队列时无限增长。然而，仍然可以实现一个自动刷新(冷凝)机制，一旦长度达到某个值。
编辑:
上面的代码很好，但是删除操作符仍然是O(1)，是一个很慢的操作符。此外，现代JS引擎是如此优化，对于< ~25000项。shift()工作O(1)无论如何。所以我们需要更好的东西。
在这种特殊情况下，随着引擎的发展，我们必须利用它们的新力量。下面的代码使用链表，我相信它是截至2021年最快、最安全的现代JS队列结构。
class Queue {
#head;
#last;
constructor(){
this.#head;
this.#last;
};
enqueue(value){
var link = {value, next: void 0};
this.#last = this.#head ? this.#last.next = link
: this.#head = link;
}
dequeue(){
var first;
return this.#head && ( first = this.#head.value
, this.#head = this.#head.next
, first
);
}
peek(){
return this.#head && this.#head.value;
}
};
这是一个非常快速的队列结构，并使用私有类字段隐藏关键变量以防止窥视。
很抱歉碰到这个话题，但我滚动了许多答案，没有看到任何基于对象的队列的实现，它可以用O(1)执行排队和出队列，并且没有浪费内存。
Dmitri Pavlutin在他的博客https://dmitripavlutin.com/javascript-queue/上有一个很好的入门代码
它只遗漏了一个长度为0的检查，这是很容易添加的。
这个解决方案的最大和唯一的问题是不断增长的索引可能会在某一点上达到一些数量限制，如果队列运行很长时间和/或高速(我的意图是处理音频=高速)。
这个问题没有完美的解决方案……最简单的方法是在队列为空时将索引重置为0。
最后，我添加了一个重构方法，它将所有索引移回开始，以在队列永远不为空的情况下使用。
性能无疑是更好的(以毫秒为单位的时间，排队10000个号码然后退出它们):
class QueueObject {
constructor () {
this.data = {}
this.head = 0
this.tail = 0
this.length = 0
}
enqueue (value) {
this.data[this.tail++] = value
this.length++
}
dequeue () {
let value
if (this.length > 0) {
this.length--
value = this.data[this.head]
delete this.data[this.head++]
} else {
this.head = 0
this.tail = 0
value = null
}
return value
}
refactor () {
if (this.head > 0) {
for (let i = this.head; i < this.tail; i++) {
this.data[i - this.head] = this.data[i]
delete this.data[i]
}
this.tail = this.length
this.head = 0
}
}
}
Javascript数组shift()很慢，特别是当包含很多元素时。我知道两种方法来实现平摊O(1)复杂度的队列。
首先是使用循环缓冲区和表加倍。我以前实现过这个。你可以在这里看到我的源代码 https://github.com/kevyuu/rapid-queue
第二种方法是使用两个堆栈。这是带有两个堆栈的队列的代码
function createDoubleStackQueue() {
var that = {};
var pushContainer = [];
var popContainer = [];
function moveElementToPopContainer() {
while (pushContainer.length !==0 ) {
var element = pushContainer.pop();
popContainer.push(element);
}
}
that.push = function(element) {
pushContainer.push(element);
};
that.shift = function() {
if (popContainer.length === 0) {
moveElementToPopContainer();
}
if (popContainer.length === 0) {
return null;
} else {
return popContainer.pop();
}
};
that.front = function() {
if (popContainer.length === 0) {
moveElementToPopContainer();
}
if (popContainer.length === 0) {
return null;
}
return popContainer[popContainer.length - 1];
};
that.length = function() {
return pushContainer.length + popContainer.length;
};
that.isEmpty = function() {
return (pushContainer.length + popContainer.length) === 0;
};
return that;}
这是使用jsPerf进行的性能比较
CircularQueue.shift() vs Array.shift()
http://jsperf.com/rapidqueue-shift-vs-array-shift
正如你所看到的，大数据集的速度要快得多
如果你正在寻找带有一些基本操作(基于链表)的堆栈和队列数据结构的ES6 OOP实现，那么它可能是这样的:
Queue.js
import LinkedList from '../linked-list/LinkedList';
export default class Queue {
constructor() {
this.linkedList = new LinkedList();
}
isEmpty() {
return !this.linkedList.tail;
}
peek() {
if (!this.linkedList.head) {
return null;
}
return this.linkedList.head.value;
}
enqueue(value) {
this.linkedList.append(value);
}
dequeue() {
const removedHead = this.linkedList.deleteHead();
return removedHead ? removedHead.value : null;
}
toString(callback) {
return this.linkedList.toString(callback);
}
}
Stack.js
import LinkedList from '../linked-list/LinkedList';
export default class Stack {
constructor() {
this.linkedList = new LinkedList();
}
/**
* @return {boolean}
*/
isEmpty() {
return !this.linkedList.tail;
}
/**
* @return {*}
*/
peek() {
if (!this.linkedList.tail) {
return null;
}
return this.linkedList.tail.value;
}
/**
* @param {*} value
*/
push(value) {
this.linkedList.append(value);
}
/**
* @return {*}
*/
pop() {
const removedTail = this.linkedList.deleteTail();
return removedTail ? removedTail.value : null;
}
/**
* @return {*[]}
*/
toArray() {
return this.linkedList
.toArray()
.map(linkedListNode => linkedListNode.value)
.reverse();
}
/**
* @param {function} [callback]
* @return {string}
*/
toString(callback) {
return this.linkedList.toString(callback);
}
}
上面例子中用于堆栈和队列的LinkedList实现可以在GitHub上找到。
Javascript有push和pop方法，它们操作在普通的Javascript数组对象上。
关于排队，请看这里:
http://safalra.com/web-design/javascript/queues/
Queues can be implemented in JavaScript using either the push and shift methods or unshift and pop methods of the array object. Although this is a simple way to implement queues, it is very inefficient for large queues — because of the methods operate on arrays, the shift and unshift methods move every element in the array each time they are called. Queue.js is a simple and efficient queue implementation for JavaScript whose dequeue function runs in amortized constant time. As a result, for larger queues, it can be significantly faster than using arrays.
