• 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

    复制代码
     1 function Queue(array) {   
     2     if (array instanceof Array) {
     3         this.dataStorage = array;
     4     } else {
     5         throw "'"+array + "' is not an Array";
     6     }
     7 }
     8 
     9 Queue.prototype = {
    10     enqueue: function (element) {//向队列中添加元素
    11         this.dataStorage.push(element);
    12     },
    13     dequeue: function () {//删除队首元素
    14         return this.dataStorage.shift();
    15     },
    16     front: function () {//返回队首元素
    17         return this.dataStorage[0];
    18     },
    19     back: function () {//返回队尾元素
    20         return this.dataStorage[this.dataStorage.length - 1];
    21     },
    22     toString: function () {//输出队列中所有元素
    23         var result = "";
    24         for (var i = 0; i < this.dataStorage.length; i++) {
    25             result += this.dataStorage[i] + "	";
    26         }
    27         return result;
    28     },
    29     empty: function () {//判定队列是否为空
    30         if (this.dataStorage.length == 0) {
    31             return true;
    32         }
    33         return false;
    34     }
    35 }
    复制代码

      测试:  

    复制代码
    1  var queue = new Queue(['a','b']);       
    2 console.log(queue.toString());
    3 //queue.dequeue();//a出队
    4 //console.log(queue.toString());
    5 console.log(queue.front());//队头元素
    6 console.log(queue.back());//队尾元素
    7 queue.dequeue();
    8 queue.dequeue();
    9 console.log(queue.empty());
    复制代码

    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:  

    复制代码
     1 Box 0: 70
     2 Box 1: 51
     3 Box 2: 12
     4 Box 3: 73,63,43
     5 Box 4: 4,64
     6 Box 5: 76
     7 Box 6: 
     8 Box 7:
     9 Box 8:
    10 Box 9: 19
    复制代码

      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:

    复制代码
     1 Box 0: 4
     2 Box 1: 12,19
     3 Box 2: 
     4 Box 3: 
     5 Box 4: 43
     6 Box 5: 51
     7 Box 6: 63,64
     8 Box 7: 70,73,76
     9 Box 8: 
    10 Box 9: 
    复制代码

      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:  

    复制代码
     1      function allocation(nums,queues,n,digit) {
     2             for (var i = 0; i < n; ++i) {
     3                 if (digit == 1) {
     4                     queues[nums[i] % 10].enqueue(nums[i]);
     5                 }
     6                 else {
     7                     queues[Math.floor(nums[i] / 10)].enqueue(nums[i]);
     8                 }
     9             }
    10         }
    复制代码

      下面是从队列中收集数字的方法: 

    复制代码
    1     function collection(queues, nums) {
    2             var i = 0;
    3             for (var digit = 0; digit < 10; ++digit) {
    4                 while (!queues[digit].empty()) {
    5                     nums[i++] = queues[digit].dequeue();
    6                 }
    7             }
    8         }
    复制代码

      测试程序:

    复制代码
     1         var queues = [];
     2         for (var i = 0; i < 10; ++i) {
     3             queues[i] = new Queue([]);
     4         }
     5         var nums = [];
     6         for (var i = 0; i < 10; ++i) {//目标排序数组
     7             nums[i] = Math.floor(Math.floor(Math.random() * 101));
     8         }
     9         console.log("排序前:");
    10         showArray(nums);
    11         allocation(nums, queues, 10, 1);
    12         collection(queues, nums);
    13         allocation(nums,queues,10,10);
    14         collection(queues, nums);
    15         console.log("排序后");
    16         showArray(nums);
    17 
    18         function showArray(array) {
    19             console.log(array);
    20         }     
    复制代码

      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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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/libin-1/p/6569253.html
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