data-structures js队列 - 你如何在JavaScript中实现堆栈和队列?




javascript队列实现 javascript数据结构 (17)

在JavaScript中实现堆栈和队列的最佳方式是什么?

我正在寻找分流码算法,我将需要这些数据结构。


Answers

你可以使用你自己的基于概念的自定义类,这里是你可以用来做这些事情的代码片段

/*
*   Stack implementation in JavaScript
*/

function Stack(){
    this.top = null;
    this.count = 0;

    this.getCount = function(){
        return this.count;
    }

    this.getTop = function(){
        return this.top;
    }

    this.push = function(data){
        var node = {
            data : data,
            next : null
        }

        node.next = this.top;
        this.top = node;

        this.count++;
    }

    this.peek = function(){
        if(this.top === null){
            return null;
        }else{
            return this.top.data;
        }
    }

    this.pop = function(){
        if(this.top === null){
            return null;
        }else{
            var out = this.top;
            this.top = this.top.next;
            if(this.count>0){
                this.count--;
            }

            return out.data;
        }
    }

    this.displayAll = function(){
        if(this.top === null){
            return null;
        }else{
            var arr = new Array();

            var current = this.top;
            //console.log(current);
            for(var i = 0;i<this.count;i++){
                arr[i] = current.data;
                current = current.next;
            }

            return arr;
        }
    }
}

并检查这个使用你的控制台,并尝试这些行一个接一个。

>> var st = new Stack();

>> st.push("BP");

>> st.push("NK");

>> st.getTop();

>> st.getCount();

>> st.displayAll();

>> st.pop();

>> st.displayAll();

>> st.getTop();

>> st.peek();

var stack = [];
stack.push(2);       // stack is now [2]
stack.push(5);       // stack is now [2, 5]
var i = stack.pop(); // stack is now [2]
alert(i);            // displays 5

var queue = [];
queue.push(2);         // queue is now [2]
queue.push(5);         // queue is now [2, 5]
var i = queue.shift(); // queue is now [5]
alert(i);              // displays 2

取自“ 9个你可能不知道的JavaScript技巧


在我看来,内置阵列对于堆栈很好。 如果你想在TypeScript中有一个Queue,那么这是一个实现

/**
 * A Typescript implementation of a queue.
 */
export default class Queue {

  private queue = [];
  private offset = 0;

  constructor(array = []) {
    // Init the queue using the contents of the array
    for (const item of array) {
      this.enqueue(item);
    }
  }

  /**
   * @returns {number} the length of the queue.
   */
  public getLength(): number {
    return (this.queue.length - this.offset);
  }

  /**
   * @returns {boolean} true if the queue is empty, and false otherwise.
   */
  public isEmpty(): boolean {
    return (this.queue.length === 0);
  }

  /**
   * Enqueues the specified item.
   *
   * @param item - the item to enqueue
   */
  public enqueue(item) {
    this.queue.push(item);
  }

  /**
   *  Dequeues an item and returns it. If the queue is empty, the value
   * {@code null} is returned.
   *
   * @returns {any}
   */
  public dequeue(): any {
    // if the queue is empty, return immediately
    if (this.queue.length === 0) {
      return null;
    }

    // store the item at the front of the queue
    const item = this.queue[this.offset];

    // increment the offset and remove the free space if necessary
    if (++this.offset * 2 >= this.queue.length) {
      this.queue = this.queue.slice(this.offset);
      this.offset = 0;
    }

    // return the dequeued item
    return item;
  };

  /**
   * Returns the item at the front of the queue (without dequeuing it).
   * If the queue is empty then {@code null} is returned.
   *
   * @returns {any}
   */
  public peek(): any {
    return (this.queue.length > 0 ? this.queue[this.offset] : null);
  }

}

这是一个Jest测试

it('Queue', () => {
  const queue = new Queue();
  expect(queue.getLength()).toBe(0);
  expect(queue.peek()).toBeNull();
  expect(queue.dequeue()).toBeNull();

  queue.enqueue(1);
  expect(queue.getLength()).toBe(1);
  queue.enqueue(2);
  expect(queue.getLength()).toBe(2);
  queue.enqueue(3);
  expect(queue.getLength()).toBe(3);

  expect(queue.peek()).toBe(1);
  expect(queue.getLength()).toBe(3);
  expect(queue.dequeue()).toBe(1);
  expect(queue.getLength()).toBe(2);

  expect(queue.peek()).toBe(2);
  expect(queue.getLength()).toBe(2);
  expect(queue.dequeue()).toBe(2);
  expect(queue.getLength()).toBe(1);

  expect(queue.peek()).toBe(3);
  expect(queue.getLength()).toBe(1);
  expect(queue.dequeue()).toBe(3);
  expect(queue.getLength()).toBe(0);

  expect(queue.peek()).toBeNull();
  expect(queue.dequeue()).toBeNull();
});

希望有人认为这有用,

干杯,

斯图


正如其他答案中所解释的那样,堆栈实现是微不足道的。

然而,在这个线程中,我没有找到任何令人满意的答案来实现JavaScript中的队列,所以我创建了自己的。

这个线程有三种类型的解决方案:

  • 数组 - 最糟糕的解决方案是在大数组上使用array.shift()效率非常低
  • 链接列表 - 它是O(1),但是为每个元素使用一个对象有点过分,特别是如果有很多它们并且它们很小,比如存储数字
  • 延迟移位数组 - 它由索引与数组关联组成。 当一个元素出队时,索引向前移动。 当索引到达数组的中间位置时,数组将被分成两部分以删除前半部分。

延迟移位数组是我心目中最令人满意的解决方案,但它们仍将所有内容都存储在一个大型连续数组中,这可能会造成问题,并且在数组切片时应用程序会错开。

我使用小数组链表(每个最多1000个元素)进行实现。 这些数组的行为与延迟移位数组相似,只是它们从不切片:当数组中的每个元素都被移除时,数组将被简单地丢弃。

该软件包在npm上具有基本的FIFO功能,我刚推出它。 代码分为两部分。

这是第一部分

/** Queue contains a linked list of Subqueue */
class Subqueue <T> {
  public full() {
    return this.array.length >= 1000;
  }

  public get size() {
    return this.array.length - this.index;
  }

  public peek(): T {
    return this.array[this.index];
  }

  public last(): T {
    return this.array[this.array.length-1];
  }

  public dequeue(): T {
    return this.array[this.index++];
  }

  public enqueue(elem: T) {
    this.array.push(elem);
  }

  private index: number = 0;
  private array: T [] = [];

  public next: Subqueue<T> = null;
}

这里是主要的Queue类:

class Queue<T> {
  get length() {
    return this._size;
  }

  public push(...elems: T[]) {
    for (let elem of elems) {
      if (this.bottom.full()) {
        this.bottom = this.bottom.next = new Subqueue<T>();
      }
      this.bottom.enqueue(elem);
    }

    this._size += elems.length;
  }

  public shift(): T {
    if (this._size === 0) {
      return undefined;
    }

    const val = this.top.dequeue();
    this._size--;
    if (this._size > 0 && this.top.size === 0 && this.top.full()) {
      // Discard current subqueue and point top to the one after
      this.top = this.top.next;
    }
    return val;
  }

  public peek(): T {
    return this.top.peek();
  }

  public last(): T {
    return this.bottom.last();
  }

  public clear() {
    this.bottom = this.top = new Subqueue();
    this._size = 0;
  }

  private top: Subqueue<T> = new Subqueue();
  private bottom: Subqueue<T> = this.top;
  private _size: number = 0;
}

类型注释( : X )可以轻松删除以获取ES6 JavaScript代码。


这是一个相当简单的队列实现,有两个目的:

  • 与array.shift()不同,你知道这个出队方法需要一定的时间(O(1))。
  • 为了提高速度,这种方法比链接表方法使用的分配少得多。

堆栈实现仅与第二个目标共享。

// Queue
function Queue() {
        this.q = new Array(5);
        this.first = 0;
        this.size = 0;
}
Queue.prototype.enqueue = function(a) {
        var other;
        if (this.size == this.q.length) {
                other = new Array(this.size*2);
                for (var i = 0; i < this.size; i++) {
                        other[i] = this.q[(this.first+i)%this.size];
                }
                this.first = 0;
                this.q = other;
        }
        this.q[(this.first+this.size)%this.q.length] = a;
        this.size++;
};
Queue.prototype.dequeue = function() {
        if (this.size == 0) return undefined;
        this.size--;
        var ret = this.q[this.first];
        this.first = (this.first+1)%this.q.length;
        return ret;
};
Queue.prototype.peek = function() { return this.size > 0 ? this.q[this.first] : undefined; };
Queue.prototype.isEmpty = function() { return this.size == 0; };

// Stack
function Stack() {
        this.s = new Array(5);
        this.size = 0;
}
Stack.prototype.push = function(a) {
        var other;
    if (this.size == this.s.length) {
            other = new Array(this.s.length*2);
            for (var i = 0; i < this.s.length; i++) other[i] = this.s[i];
            this.s = other;
    }
    this.s[this.size++] = a;
};
Stack.prototype.pop = function() {
        if (this.size == 0) return undefined;
        return this.s[--this.size];
};
Stack.prototype.peek = function() { return this.size > 0 ? this.s[this.size-1] : undefined; };

无数组(s)

//Javascript stack linked list data structure (no array)

function node(value, noderef) {
    this.value = value;
    this.next = noderef;
}
function stack() {
    this.push = function (value) {
        this.next = this.first;
        this.first = new node(value, this.next);
    }
    this.pop = function () {
        var popvalue = this.first.value;
        this.first = this.first.next;
        return popvalue;
    }
    this.hasnext = function () {
        return this.next != undefined;
    }
    this.isempty = function () {
        return this.first == undefined;
    }

}

//Javascript stack linked list data structure (no array)
function node(value, noderef) {
    this.value = value;
    this.next = undefined;
}
function queue() {
    this.enqueue = function (value) {
        this.oldlast = this.last;
        this.last = new node(value);
        if (this.isempty())
            this.first = this.last;
        else 
           this.oldlast.next = this.last;
    }
    this.dequeue = function () {
        var queuvalue = this.first.value;
        this.first = this.first.next;
        return queuvalue;
    }
    this.hasnext = function () {
        return this.first.next != undefined;
    }
    this.isempty = function () {
        return this.first == undefined;
    }

}

/*------------------------------------------------------------------ 
 Defining Stack Operations using Closures in Javascript, privacy and
 state of stack operations are maintained

 @author:Arijt Basu
 Log: Sun Dec 27, 2015, 3:25PM
 ------------------------------------------------------------------- 
 */
var stackControl = true;
var stack = (function(array) {
        array = [];
        //--Define the max size of the stack
        var MAX_SIZE = 5;

        function isEmpty() {
            if (array.length < 1) console.log("Stack is empty");
        };
        isEmpty();

        return {

            push: function(ele) {
                if (array.length < MAX_SIZE) {
                    array.push(ele)
                    return array;
                } else {
                    console.log("")
                }
            },
            pop: function() {
                if (array.length > 1) {
                    array.pop();
                    return array;
                } else {
                    console.log("Stack Underflow");
                }
            }

        }
    })()
    // var list = 5;
    // console.log(stack(list))
if (stackControl) {
    console.log(stack.pop());
    console.log(stack.push(3));
    console.log(stack.push(2));
    console.log(stack.pop());
    console.log(stack.push(1));
    console.log(stack.pop());
    console.log(stack.push(38));
    console.log(stack.push(22));
    console.log(stack.pop());
    console.log(stack.pop());
    console.log(stack.push(6));
    console.log(stack.pop());
}
//End of STACK Logic

/* Defining Queue operations*/

var queue = (function(array) {
    array = [];
    var reversearray;
    //--Define the max size of the stack
    var MAX_SIZE = 5;

    function isEmpty() {
        if (array.length < 1) console.log("Queue is empty");
    };
    isEmpty();

    return {
        insert: function(ele) {
            if (array.length < MAX_SIZE) {
                array.push(ele)
                reversearray = array.reverse();
                return reversearray;
            } else {
                console.log("Queue Overflow")
            }
        },
        delete: function() {
            if (array.length > 1) {
                //reversearray = array.reverse();
                array.pop();
                return array;
            } else {
                console.log("Queue Underflow");
            }
        }
    }



})()

console.log(queue.insert(5))
console.log(queue.insert(3))
console.log(queue.delete(3))

Javascript数组shift()很慢,尤其是在持有很多元素时。 我知道两种方式来实现具有分期O(1)复杂性的队列。

首先是使用循环缓冲和表倍增。 我以前已经实现过。 你可以在这里看到我的源代码https://github.com/kevyuu/rapid-queue

第二种方法是使用两个堆栈。 这是两个堆栈的队列的代码

function createDoubleStackQueue() {
var that = {};
var pushContainer = [];
var popContainer = [];

function moveElementToPopContainer() {
    while (pushContainer.length !==0 ) {
        var element = pushContainer.pop();
        popContainer.push(element);
    }
}

that.push = function(element) {
    pushContainer.push(element);
};

that.shift = function() {
    if (popContainer.length === 0) {
        moveElementToPopContainer();
    }
    if (popContainer.length === 0) {
        return null;
    } else {
        return popContainer.pop();
    }
};

that.front = function() {
    if (popContainer.length === 0) {
        moveElementToPopContainer();
    }
    if (popContainer.length === 0) {
        return null;
    }
    return popContainer[popContainer.length - 1];
};

that.length = function() {
    return pushContainer.length + popContainer.length;
};

that.isEmpty = function() {
    return (pushContainer.length + popContainer.length) === 0;
};

return that;}

这是使用jsPerf进行性能比较

CircularQueue.shift()与Array.shift()

http://jsperf.com/rapidqueue-shift-vs-array-shift

正如你所看到的,对于大型数据集来说,速度要快得多


否则你可以使用两个数组来实现队列数据结构。

var temp_stack = new Array();
var stack = new Array();

temp_stack.push(1);
temp_stack.push(2);
temp_stack.push(3);

如果我现在弹出元素,那么输出将是3,2,1。 但是我们需要FIFO结构,因此您可以执行以下操作。

stack.push(temp_stack.pop());
stack.push(temp_stack.pop());
stack.push(temp_stack.pop());

stack.pop(); //Pop out 1
stack.pop(); //Pop out 2
stack.pop(); //Pop out 3

Javascript中的常规Array结构是Stack(先入先出),也可以用作Queue(先进先出),具体取决于您所做的调用。

查看此链接以了解如何使Array像Queue一样工作:

Queues


这是我的堆栈实现。

function Stack() {
this.dataStore = [];
this.top = 0;
this.push = push;
this.pop = pop;
this.peek = peek;
this.clear = clear;
this.length = length;
}
function push(element) {
this.dataStore[this.top++] = element;
}
function peek() {
return this.dataStore[this.top-1];
}
function pop() {
return this.dataStore[--this.top];
}
function clear() {
this.top = 0;
}
function length() {
return this.top;
}

var s = new Stack();
s.push("David");
s.push("Raymond");
s.push("Bryan");
console.log("length: " + s.length());
console.log(s.peek());

如果你通过push()和pop()函数理解栈,那么队列就是使其中一个操作具有反义意义。 push()的对象是unshift(),pop()是es(shift)()。 然后:

//classic stack
var stack = [];
stack.push("first"); // push inserts at the end
stack.push("second");
stack.push("last");
stack.pop(); //pop takes the "last" element

//One way to implement queue is to insert elements in the oposite sense than a stack
var queue = [];
queue.unshift("first"); //unshift inserts at the beginning
queue.unshift("second");
queue.unshift("last");
queue.pop(); //"first"

//other way to do queues is to take the elements in the oposite sense than stack
var queue = [];
queue.push("first"); //push, as in the stack inserts at the end
queue.push("second");
queue.push("last");
queue.shift(); //but shift takes the "first" element

Javascript具有push和pop方法,它们在普通的Javascript数组对象上运行。

对于队列,请看这里:

http://safalra.com/web-design/javascript/queues/

可以使用推送和移位方法或数组对象的非移位和弹出方法在JavaScript中实现队列。 虽然这是实现队列的一种简单方法,但对于大型队列来说效率非常低 - 因为这些方法在数组上运行,所以每次调用时,shift和unshift方法都会移动数组中的每个元素。

Queue.js是一个简单且高效的JavaScript队列实现,它的出列函数以分摊的恒定时间运行。 因此,对于更大的队列,它可以比使用阵列快得多。


有很多方法可以在Javascript中实现堆栈和队列。 上面的大多数答案都是非常浅的实现,我会尝试实现更可读的(使用es6的新语法特性)和强大的。

以下是堆栈实现:

class Stack {
  constructor(...items){
    this._items = []

    if(items.length>0)
      items.forEach(item => this._items.push(item) )

  }

  push(...items){
    //push item to the stack
     items.forEach(item => this._items.push(item) )
     return this._items;

  }

  pop(count=0){
    //pull out the topmost item (last item) from stack
    if(count===0)
      return this._items.pop()
     else
       return this._items.splice( -count, count )
  }

  peek(){
    // see what's the last item in stack
    return this._items[this._items.length-1]
  }

  size(){
    //no. of items in stack
    return this._items.length
  }

  isEmpty(){
    // return whether the stack is empty or not
    return this._items.length==0
  }

  toArray(){
    return this._items;
  }
}

这就是你如何使用堆栈:

let my_stack = new Stack(1,24,4);
// [1, 24, 4]
my_stack.push(23)
//[1, 24, 4, 23]
my_stack.push(1,2,342);
//[1, 24, 4, 23, 1, 2, 342]
my_stack.pop();
//[1, 24, 4, 23, 1, 2]
my_stack.pop(3)
//[1, 24, 4]
my_stack.isEmpty()
// false
my_stack.size();
//3

如果您想查看关于此实现的详细描述以及如何进一步改进,请阅读以下链接: http://jschap.com/data-structures-in-javascript-stack/ : http://jschap.com/data-structures-in-javascript-stack/

以下是es6中的队列实现代码:

class Queue{
 constructor(...items){
   //initialize the items in queue
   this._items = []
   // enqueuing the items passed to the constructor
   this.enqueue(...items)
 }

  enqueue(...items){
    //push items into the queue
    items.forEach( item => this._items.push(item) )
    return this._items;
  }

  dequeue(count=1){
    //pull out the first item from the queue
    this._items.splice(0,count);
    return this._items;
  }

  peek(){
    //peek at the first item from the queue
    return this._items[0]
  }

  size(){
    //get the length of queue
    return this._items.length
  }

  isEmpty(){
    //find whether the queue is empty or no
    return this._items.length===0
  }
}

以下是您可以如何使用此实现的方法:

let my_queue = new Queue(1,24,4);
// [1, 24, 4]
my_queue.enqueue(23)
//[1, 24, 4, 23]
my_queue.enqueue(1,2,342);
//[1, 24, 4, 23, 1, 2, 342]
my_queue.dequeue();
//[24, 4, 23, 1, 2, 342]
my_queue.dequeue(3)
//[1, 2, 342]
my_queue.isEmpty()
// false
my_queue.size();
//3

要详细了解如何实现这些数据结构以及如何进一步改进这些数据结构,您可能需要浏览jschap.com中的'使用JavaScript中的数据结构'系列。 以下是队列的链接 - http://jschap.com/playing-data-structures-javascript-queues/


  var x = 10; 
  var y = 11; 
  var Queue = new Array();
  Queue.unshift(x);
  Queue.unshift(y);

  console.log(Queue)
  // Output [11, 10]

  Queue.pop()
  console.log(Queue)
  // Output [11]

创建一对提供各种数据结构所具有的各种方法的类(push,pop,peek等)。 现在执行这些方法。 如果你熟悉栈/队列背后的概念,这应该是非常简单的。 你可以用一个数组和一个带有链表的队列来实现堆栈,尽管肯定还有其他方法可以解决它。 Javascript会让这一切变得简单,因为它是弱类型的,所以你甚至不必担心泛型类型,如果你用Java或C#实现它,你必须要做的。


收集某种有效的解决方案:

var stringVariable = "some text";
var findString = "text";

//using `indexOf()`
var containResult1 = stringVariable.indexOf(findString) != -1;
document.write(containResult1+', ');

//using `lastIndexOf()`
var containResult2 = stringVariable.lastIndexOf(findString) != -1;
document.write(containResult2+', ');

//using `search()`
var containResult3 = stringVariable.search(findString) != -1;
document.write(containResult3+', ');
     
//using `split()`
var containResult4 = stringVariable.split(findString)[0] != stringVariable;
document.write(containResult4+'');







javascript data-structures stack queue