隊列:
隊列是遵循FIFO(First In First Out,先進先出,也稱爲先來先服務)原則的一組有序的項。隊列在尾部添加新元素,並從頂部移除元素。最新添加的元素必須排在隊列的末尾。
在現實中,最常見的隊列的例子就是排隊。
我們需要創建自己的類來表示一個隊列:
function Queue() {
/*
* enqueue(element):向隊列尾部添加一個(或多個)新的項。
* dequeue():移除隊列的第一(即排在隊列最前面的)項,並返回被移除的元素。
* front():返回隊列中第一個元素——最先被添加,也將是最先被移除的元素。隊列不做任何變動。
* isEmpty():如果隊列中不包含任何元素,返回true,否則返回false。
* size():返回隊列包含的元素個數,與數組的length屬性類似。
* clear(): 清空隊列。
* print(): 以字符串形式打印當前隊列。
*/
var items = [];
this.enqueue = function (element) {
items.push(element);
};
this.dequeue = function () {
return items.shift();
};
this.front = functin(){
return item[0];
}
this.isEmpty = function(){
return items.length === 0;
};
this.size = function () {
return items.length;
};
this.clear = function () {
items = [];
};
this.print = function(){
console.log(items.toString());
}
}
實例化隊列:const queue = new Queue();
向隊列中依次添加三個元素:
1、queue.enqueue('John');
2、queue.enqueue('Jack');
3、queue.enqueue('camila');
下圖展示的是入列操作,以及隊列當前的狀態:
出列兩個元素(執行兩次dequeue方法)。
1、queue.dequeue();
2、queue.dequeue();
下圖展示了dequeue方法的執行過程:
優先隊列:
實現一個優先隊列,有兩種選項:
1、設置優先級,然後在正確的位置添加元素。
2、用入列操作添加元素,然後按照優先級移除它們。
優先隊列分爲:
1、最小優先隊列:優先級:1>2>3>…
2、最大優先隊列;優先級:…>3>2>1
在下面的示例中是一個 “最小優先隊列” ,我們聲明一個優先隊列的類,在正確的位置添加元素,因此可以對它們使用默認的出列操作:
/*
* element: 排隊的人
* priority: 優先級
*/
function PriorityQueue() {
var items = [];
function QueueElement(element, priority) {
this.element = element;
this.priority = priority;
}
this.enqueue = function (element, priority) {
var queueElement = new QueueElement(element, priority);
if (this.isEmpty()) {
items.push(queueElement);
} else {
var added = false;
for (var i = 0; i < items.length; i++) {
if (queueElement.priority < items[i].priority) {
items.splice(i, 0, queueElement);
added = true;
break;
}
}
if (!added) {
items.push(queueElement);
}
}
};
this.isEmpty = function () {
return items.length === 0;
};
this.print = function () {
console.log(items);
};
}
默認的Queue類和PriorityQueue類實現上的區別是,要向PriorityQueue添加元素,需要創建一個特殊的元素QueueElement。這個元素包含了要添加到隊列的元素(它可以是任意類型)及其在隊列中的優先級。
如果隊列爲空,可以直接將元素入列。否則,就需要比較該元素與其他元素的優先級。當找到一個比要添加的元素的priority值更大(優先級更低)的項時,就把新元素插入到它之前(根據這個邏輯,對於其他優先級相同,但是先添加到隊列的元素,我們同樣遵循先進先出的原則)。要做到這一點,我們可以用JavaScript的array類的 splice 方法。一旦找到priority值更大的元素,就插入新元素並終止隊列循環。這樣,隊列也就根據優先級排序了。
如果要添加元素的priority值大於任何已有的元素,把它添加到隊列的末尾就行了。
執行以下操作:
1、var priorityQueue = new PriorityQueue();
2、priorityQueue.enqueue('John', 2);
3、priorityQueue.enqueue('Jack', 1);
4、priorityQueue.enqueue('Camila', 1);
5、priorityQueue.print();
入列方式如下圖所示:
打印結果(items)如下圖所示:
循環隊列:
循環隊列的一個例子就是擊鼓傳花遊戲(HotPotato)。在這個遊戲中,孩子們圍成一個圓圈,把花儘快地傳遞給旁邊的人。某一時刻傳花停止,這個時候花在誰手裏,誰就退出圓圈結束遊戲。重複這個過程,直到只剩一個孩子(勝者)。
/*
* nameList: 玩遊戲的人
* num: 傳遞次數
* eliminated: 被淘汰的人
*/
function hotPotato(nameList, num) {
var queue = new Queue();
for (var i = 0; i < nameList.length; i++) {
queue.enqueue(nameList[i]);
}
var eliminated = '';
while (queue.size() > 1) {
for (var i = 0; i < num; i++) {
queue.enqueue(queue.dequeue());
}
eliminated = queue.dequeue();
console.log(eliminated + '在擊鼓傳花遊戲中被淘汰。');
}
return queue.dequeue();
}
var names = ['John', 'Jack', 'Camila', 'Ingrid', 'Carl'];
var winner = hotPotato(names, 7);
console.log('勝利者:' + winner);
/*
* 以上代碼輸出
* Camila在擊鼓傳花遊戲中被淘汰。
* Jack在擊鼓傳花遊戲中被淘汰。
* Carl在擊鼓傳花遊戲中被淘汰。
* Ingrid在擊鼓傳花遊戲中被淘汰。
* 勝利者:John
*/
實現一個模擬的擊鼓傳花遊戲,要用到開頭實現的Queue類。我們會得到一份名單,把裏面的名字全都加入隊列。給定一個數字,然後迭代隊列。從隊列開頭移除一項,再將其添加到隊列末尾,模擬擊鼓傳花(如果你把花傳給了旁邊的人,你被淘汰的威脅立刻就解除了)。一旦傳遞次數達到給定的數字,拿着花的那個人就被淘汰了。最後只剩下一個人的時候,這個人就是勝者。
下圖是輸出過程: