JavaScript数据结构——队列的实现
前面楼主简单介绍了JavaScript数据结构栈的实现,http://www.cnblogs.com/qq503665965/p/6537894.html,本次将介绍队列的实现。
队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。
队列的两种主要操作是:向队列中插入新元素和删除队列中的元素。插入操作也叫做入队,删除操作也叫做出队。入队操作在队尾插入新元素,出队操作删除队头的元素。下图演示了这两个操作。
队列的另外一项重要操作是读取队头的元素。这个操作叫做 peek() 。该操作返回队头元素,但不把它从队列中删除。除了读取队头元素,我们还想知道队列中存储了多少元素,可以使用 length 属性满足该需求;要想清空队列中的所有元素,可以使用 clear() 方法来实现。下表定义了队列的一些主要方法:
dataStorage | Array | 存储数据的底层数据结构 |
enqueue | int | 入队 |
dequeue | fucntion | 出队 |
front | fucntion | 返回队首元素 |
back | fucntion | 返回队尾元素 |
toString | fucntion | 显示队列内的所有元素 |
empty | function | 判断队列是否为空 |
队列的实现
function Queue(array) {
if (array instanceof Array) {
this.dataStorage = array;
} else {
throw "'"+array + "' is not an Array";
}
} Queue.prototype = {
enqueue: function (element) {//向队列中添加元素
this.dataStorage.push(element);
},
dequeue: function () {//删除队首元素
return this.dataStorage.shift();
},
front: function () {//返回队首元素
return this.dataStorage[0];
},
back: function () {//返回队尾元素
return this.dataStorage[this.dataStorage.length - 1];
},
toString: function () {//输出队列中所有元素
var result = "";
for (var i = 0; i < this.dataStorage.length; i++) {
result += this.dataStorage[i] + "\t";
}
return result;
},
empty: function () {//判定队列是否为空
if (this.dataStorage.length == 0) {
return true;
}
return false;
}
}
测试:
var queue = new Queue(['a','b']);
console.log(queue.toString());
//queue.dequeue();//a出队
//console.log(queue.toString());
console.log(queue.front());//队头元素
console.log(queue.back());//队尾元素
queue.dequeue();
queue.dequeue();
console.log(queue.empty());
队列的应用——基数排序
原理:对于 0~99 的数字,基数排序将数据集扫描两次。第一次按个位上的数字进行排序,第二次按十位上的数字进行排序。每个数字根据对应位上的数值被分在不同的盒子里。
假设有这样一个数组:{4, 73, 51, 76, 70, 19, 63, 64, 43, 12},经过基数排序第一次扫描之后,数字被分配到如下盒子中:
Box 0: 70
Box 1: 51
Box 2: 12
Box 3: 73,63,43
Box 4: 4,64
Box 5: 76
Box 6:
Box 7:
Box 8:
Box 9: 19
根据盒子的顺序,对数字进行第一次排序的结果如下:
70,51,12,73,63,43,4,64,76,19
然后根据十位上的数值再将上次排序的结果分配到不同的盒子中:
Box 0: 4
Box 1: 12,19
Box 2:
Box 3:
Box 4: 43
Box 5: 51
Box 6: 63,64
Box 7: 70,73,76
Box 8:
Box 9:
最后,将盒子中的数字取出,组成一个新的列表,该列表即为排好序的数字:
4,12,19,43,51,63,64,70,73,76
使用队列代表盒子,可以实现这个算法。我们需要九个队列,每个对应一个数字。将所有队列保存在一个数组中,使用取余和除法操作决定个位和十位。算法的剩余部分将数字加入相应的队列,根据个位数值对其重新排序,然后再根据十位上的数值进行排序,结果即为排好序的数字。
下面是根据相应位(个位或十位)上的数值,将数字分配到相应队列的方法:
function allocation(nums,queues,n,digit) {
for (var i = 0; i < n; ++i) {
if (digit == 1) {
queues[nums[i] % 10].enqueue(nums[i]);
}
else {
queues[Math.floor(nums[i] / 10)].enqueue(nums[i]);
}
}
}
下面是从队列中收集数字的方法:
function collection(queues, nums) {
var i = 0;
for (var digit = 0; digit < 10; ++digit) {
while (!queues[digit].empty()) {
nums[i++] = queues[digit].dequeue();
}
}
}
测试程序:
var queues = [];
for (var i = 0; i < 10; ++i) {
queues[i] = new Queue([]);
}
var nums = [];
for (var i = 0; i < 10; ++i) {//目标排序数组
nums[i] = Math.floor(Math.floor(Math.random() * 101));
}
console.log("排序前:");
showArray(nums);
allocation(nums, queues, 10, 1);
collection(queues, nums);
allocation(nums,queues,10,10);
collection(queues, nums);
console.log("排序后");
showArray(nums); function showArray(array) {
console.log(array);
}
结果:
下篇楼主将带来,链表的实现。
本文的示例代码地址:https://github.com/LJunChina/JavaScript
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