JavaScript学习总结(二十一)——使用JavaScript的数组实现数据结构中的队列与堆栈

今天在项目中要使用JavaScript实现数据结构中的队列和堆栈，这里做一下总结。

一、队列和堆栈的简单介绍

1.1、队列的基本概念

　　队列:是一种支持先进先出(FIFO)的集合,即先被插入的数据,先被取出!

　　如下图所示：

　　

1.2、堆栈的基本概念

　　堆栈:是一种支持后进先出(LIFO)的集合,即后被插入的数据,先被取出!

　　如下图所示：

　　

二、 在JavaScript中实现队列和堆栈

　　在JavaScript中实现队列和数组主要是通过数组，js数组中提供了以下几个方法可以让我们很方便实现队列和堆栈：

• shift:从数组中把第一个元素删除，并返回这个元素的值。
• unshift: 在数组的开头添加一个或更多元素，并返回新的长度
• push:在数组的中末尾添加元素，并返回新的长度
• pop:从数组中把最后一个元素删除，并返回这个元素的值。

2.1、实现队列

 1 <script type="text/javascript">
 2         //创建一个数组来模拟队列
 3         var a=new Array();
 4         console.log(a);
 5         //unshift: 在数组的开头添加一个或更多元素，并返回新的长度
 6         console.log("入队");
 7         a.unshift(1)
 8         console.log(a);//----->1
 9         a.unshift(2);
10         console.log(a);//----->2,1
11         a.unshift(3);
12         console.log(a);//----->3,2,1
13         a.unshift(4);
14         console.log(a);//----->4,3,2,1
15         console.log("出队，先进先出");
16         console.log(a);
17         //pop：从数组中把最后一个元素删除，并返回这个元素的值
18         a.pop();//----->1
19         console.log(a);
20         a.pop();//----->2
21         console.log(a);
22         a.pop();//----->3
23         console.log(a);
24         a.pop();//----->4
25         console.log(a);
26 </script>

　　在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

　　

2.2、实现堆栈

 1 <script type="text/javascript">
 2         //创建一个数组来模拟堆栈
 3         var a=new Array();
 4         console.log(a);
 5         //push: 在数组的末尾添加一个或更多元素，并返回新的长度
 6         console.log("入栈");
 7         a.push(1)
 8         console.log(a);//----->1
 9         a.push(2);
10         console.log(a);//----->1,2
11         a.push(3);
12         console.log(a);//----->1,2,3
13         a.push(4);
14         console.log(a);//----->1,2,3,4
15         console.log("出栈，后进先出");
16         console.log(a);
17         //pop：从数组中把最后一个元素删除，并返回这个元素的值
18         a.pop();//----->4
19         console.log(a);
20         a.pop();//----->3
21         console.log(a);
22         a.pop();//----->2
23         console.log(a);
24         a.pop();//----->1
25         console.log(a);
26 </script>

　　在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

　　

2.3、push方法和unshift方法的性能测试

　　Array的push与unshift方法都能给当前数组添加元素，不同的是，push是在末尾添加，而unshift则是在开头添加，从原理就可以知道，unshift的效率是较低的。原因是，它每添加一个元素，都要把现有元素往下移一个位置。但到底效率差异有多大呢？下面来简单测试一下。

 1 <script type="text/javascript">
 2     /*
 3     关于代码中"var s=+newDate();"的技巧说明
 4     解释如下:=+这个运算符是不存在的;
 5     +相当于.valueOf();
 6     +new Date()相当于new Date().valueOf()
 7     //4个结果一样返回当前时间的毫秒数
 8       alert(+new Date());
 9       alert(+new Date);
10       var s=new Date();
11       alert(s.valueOf());
12       alert(s.getTime());
13     */
14     var arr = [ ];
15     var startTime = +new Date(); //+new Date()相当于new Date().valueOf()，返回当前时间的毫秒数
16      // push性能测试
17      for (var i = 0; i < 100000; i++) {
18      　　arr.push(i);
19      }
20      var endTime = +new Date();
21      console.log("调用push方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒");
22
23      startTime = +new Date();
24      arr = [ ];
25      // unshift性能测试
26      for (var i = 0; i < 100000; i++) {
27      　　arr.unshift(i);
28      }
29      endTime = +new Date();
30      console.log("调用unshift方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒");
31 </script>

　　这段代码分别执行了100000次push和unshift操作，在Google浏览器运行一次，得到的结果如下图所示：
　　
　　可见，unshift比push要慢差不多100倍！因此，平时还是要慎用unshift，特别是对大数组。那如果一定要达到unshift的效果，可以借助于Array的reverse方法，Array的reverse的方法能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push添加，再执行一次reverse，就达到了unshift的效果。比如：

 1 <script type="text/javascript">
 2       //创建一个数组来模拟堆栈
 3         var a=new Array();
 4         //使用push方法在数组的末尾添加元素
 5         a.push(1)
 6         a.push(2);
 7         a.push(3);
 8         a.push(4);
 9         console.log("数组反转之前数组中的元素顺序");
10         console.log(a);//----->1,2,3,4
11         //Array有一个叫做reverse的方法，能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push添加，再执行一次reverse，就达到了unshift的效果
12         a.reverse();//使用reverse方法将数组进行反转
13         console.log("数组反转之后数组中的元素顺序");
14         console.log(a);
15 </script>

　　在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

　　

　　从运行结果来看，数组元素的顺序已经反转过来了。

2.4、reverse方法的性能测试

　　reverse的性能又如何呢，下面再来测试：

1 <script type="text/javascript">
2         var arr = [ ], s = +new Date;
3         for (var i = 0; i < 100000; i++) {
4         　　    arr.push(i);
5         }
6         //调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转
7         arr.reverse();
8         console.log("调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转耗时："+(+new Date - s)+"毫秒");
9 </script>

　　在google浏览器控制台输出的效果如下图所示：

　　
　　从运行效果中可以看到，reverse方法的性能极高，可以放心使用。

　　以上就是关于在javascript中通过数组来实现队列和堆栈的总结，并且简单测试了一下push、unshift、reverse这几个方法在操作大数组方面的性能优劣。