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JavaScript数据结构与算法（四）队列和双端队列

jindong / 3137人阅读

摘要：我们已经学习了栈，队列和栈非常类似，但是队列遵循的是先进先出原则的一组有序的项，并从顶部移除元素，但是最新添加的元素必须排在队列的末尾。恩，我们的前辈就提出了双端队列，允许用户在队首进行添加和删除元素的操作，队尾也是一样。

我们已经学习了栈，队列和栈非常类似，但是队列遵循的是先进先出（FIFO）原则的一组有序的项，并从顶部移除元素，但是最新添加的元素必须排在队列的末尾。在生活中也有队列的应用，比如我们在售票处排队等票，队头的人先拿到票，就走了，而新来的人，就必须排在队伟文明排队。

队列 创建队列 
</>复制代码 
  1. class Queue {
  2.   constructor() {
  3.     this.count = 0;
  4.     this.lowestCount = 0;//追踪队列的第一个元素
  5.     this.items = {};
  6.   }
向队列添加元素 
</>复制代码 
  1. enqueue(element) {
  2.     this.items[this.count] = element;
  3.     this.count++;
  4.   }

细节就是要注意到队列只能在尾部添加元素

检查队列是否为空并获取它的长度 
</>复制代码 
  1. size() {
  2.     return this.count - this.lowestCount;
  3.   };
  4. isEmpty() {
  5.     return this.size() === 0;
  6.   };
从队列移除元素 
</>复制代码 
  1. dequeue() {
  2.     //判断是否为空
  3.     if (this.isEmpty()) {
  4.       return undefined;
  5.     }
  6.     const result = this.items[this.lowestCount];
  7.     delete this.items[this.lowestCount];
  8.     this.lowestCount++;
  9.     return result;
  10.   }
查看队列头元素 
</>复制代码 
  1.  peek() {
  2.     if (this.isEmpty()) {
  3.       return undefined;
  4.     }
  5.     return this.items[this.lowestCount];
  6.   }
清空队列 
</>复制代码 
  1. clear() {
  2.     this.items = {};
  3.     this.count = 0;
  4.     this.lowestCount = 0;
  5.   }
创建toString方法 
</>复制代码 
  1. toString() {
  2.     if (this.isEmpty()) {
  3.       return "";
  4.     }
  5.     let objString = `${this.items[this.lowestCount]}`;
  6.     for (let i = this.lowestCount + 1; i < this.count; i++) {
  7.       objString = `${objString},${this.items[i]}`;
  8.     }
  9.     return objString;
  10.   }

好的，我们的队列到此就创建完毕了。但是，有些小伙伴就有疑问了，还是排队情景，假如我已经离开售票厅了，但是我还想再问些简单问题，直接到前台询问，这就是队首添加元素了，还有队尾的人突然有事离开了，这也是删除元素操作呀，那这个用队列怎么实现。恩 ，我们的前辈就提出了双端队列，允许用户在队首进行添加和删除元素的操作，队尾也是一样。

双端队列 创建双端队列 
</>复制代码 
  1. class Deque {
  2.   constructor() {
  3.     this.count = 0;
  4.     this.lowestCount = 0;
  5.     this.items = {};
  6.   }
添加操作 队首添加元素 
</>复制代码 
  1. addFront(element) {
  2.     if (this.isEmpty()) {//空队列
  3.       this.addBack(element);
  4.     } else if (this.lowestCount > 0) {//之前被删除，重新添加
  5.       this.lowestCount--;
  6.       this.items[this.lowestCount] = element;
  7.     } else {
  8.       for (let i = this.count; i > 0; i--) {
  9.         this.items[i] = this.items[i - 1];
  10.       }
  11.       this.count++;
  12.       this.items[0] = element;
  13.     }
  14.   }
队尾添加元素 
</>复制代码 
  1. addBack(element) {
  2.     this.items[this.count] = element;
  3.     this.count++;
  4.   }
删除操作 队首删除元素 
</>复制代码 
  1. removeFront() {
  2.     if (this.isEmpty()) {
  3.       return undefined;
  4.     }
  5.     const result = this.items[this.lowestCount];
  6.     delete this.items[this.lowestCount];
  7.     this.lowestCount++;
  8.     return result;
  9.   }
队尾删除元素 
</>复制代码 
  1. removeBack() {
  2.     if (this.isEmpty()) {
  3.       return undefined;
  4.     }
  5.     this.count--;
  6.     const result = this.items[this.count];
  7.     delete this.items[this.count];
  8.     return result;
  9.   }
查询操作 返回队首元素 
</>复制代码 
  1. peekFront() {
  2.     if (this.isEmpty()) {
  3.       return undefined;
  4.     }
  5.     return this.items[this.lowestCount];
  6.   }
返回队尾元素 
</>复制代码 
  1. peekBack() {
  2.     if (this.isEmpty()) {
  3.       return undefined;
  4.     }
  5.     return this.items[this.count - 1];
  6.   }
队列的实践 模拟击鼓传花游戏

情景：孩子们围城一圈，把花传递给身边的人，某一时刻停止，花在谁手上，谁就推出。重复这个操作，剩下的最后一个人就是胜利者。
代码实现：

</>复制代码 
  1. function hotPotato(elementsList, num) {
  2.   const queue = new Queue();
  3.   const elimitatedList = [];
  4.   for (let i = 0; i < elementsList.length; i++) {
  5.     queue.enqueue(elementsList[i]);
  6.   }
  7.   while (queue.size() > 1) {
  8.     for (let i = 0; i < num; i++) {
  9.       queue.enqueue(queue.dequeue());
  10.     }
  11.     elimitatedList.push(queue.dequeue());
  12.   }
  13.   return {
  14.     eliminated: elimitatedList,
  15.     winner: queue.dequeue()
  16.   };
  17. }
回文检查器

检查一个词组挥着字符串是否为回文。
代码实现：

</>复制代码 
  1. function palindromeChecker(aString) {
  2.   if (
  3.     aString === undefined
  4.     || aString === null
  5.     || (aString !== null && aString.length === 0)
  6.   ) {
  7.     return false;
  8.   }
  9.   const deque = new Deque();
  10.   const lowerString = aString.toLocaleLowerCase().split(" ").join("");
  11.   let firstChar;
  12.   let lastChar;
  13.   for (let i = 0; i < lowerString.length; i++) {
  14.     deque.addBack(lowerString.charAt(i));
  15.   }
  16.   while (deque.size() > 1) {
  17.     firstChar = deque.removeFront();
  18.     lastChar = deque.removeBack();
  19.     if (firstChar !== lastChar) {
  20.       return false;
  21.     }
  22.   }
  23.   return true;
  24. };
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