如何在JavaScript中实现队列数据结构
共 2564字，需浏览 6分钟
·
2021-03-29 15:11
在了解编程语言的基础上，你还必须了解如何组织数据，以便根据任务轻松有效地操作数据。这就是数据结构的作用。
在这篇文章中，我将描述队列数据结构，其具有的操作以及向您展示JavaScript中的队列实现。
1.队列数据结构
如果你喜欢旅行（像我一样），很可能你在机场通过了办理登机手续。如果有很多旅客愿意办理登机手续，自然就会在值机柜台前排起长龙。
刚进入机场并想要办理登机手续的旅客将排队进入队列，而刚刚在服务台办理了登机手续的旅客则可以离开队列。
这是队列的真实示例—队列数据结构以相同的方式工作。
队列是一种“先入先出”（FIFO）数据结构的类型。入队（输入）的第一项是要出队（输出）的第一项。
从结构上说，一个队列有2个指针。队列中最早的排队项目位于队列的顶部，而最新队列的项目位于队列的末尾。
2.队列中的操作
队列主要支持两种操作：入队列（enqueue）和出队列（dequeue）。此外，您可能会发现使用peek和length操作非常有用。
2.1 入队操作
入队操作在队列尾部插入一个项目。
上图中的入队操作将项目 8 插入尾部，8 成为队列的尾部。
queue.enqueue(8);
2.2 出队操作
出队操作提取队列头部的项，队列中的下一项成为头。
在上面的图片中，出队操作从队列中返回并删除项目 7，在退出队列后，项目 2 成为新的头。
queue.dequeue(); // => 7
2.3 Peek操作
Peek操作读取队列的开头，而不会更改队列。
项目 7 是上图中队列的头部，Peek操作只是返回队列的头部——第 7 项，而不修改队列。
queue.peek(); // => 7
2.4 队列长度
长度操作计算队列包含多少个项目。
图片中的队列有4个项目：4、6、2 和 7。因此，队列长度为 4。
queue.length; // => 4
2.5 队列操作时间复杂度
关于所有的队列操作--enqueue、dequeue、peek和length——重要的是，所有这些操作必须在恒定的时间内 O(1) 执行。
恒定的时间 O(1) 意味着无论队列的大小(它可以有10个或100万个项目)：enqueue、dequeue、peek和length操作必须在相对相同的时间内执行。
3.在JavaScript中实现队列
让我们看一下队列数据结构的可能实现，同时维持所有操作必须在恒定时间 O(1) 中执行的要求。
class Queue {
constructor() {
this.items = {};
this.headIndex = 0;
this.tailIndex = 0;
}
enqueue(item) {
this.items[this.tailIndex] = item;
this.tailIndex++;
}
dequeue() {
const item = this.items[this.headIndex];
delete this.items[this.headIndex];
this.headIndex++;
return item;
}
peek() {
return this.items[this.headIndex];
}
get length() {
return this.tailIndex - this.headIndex;
}
}
const queue = new Queue();
queue.enqueue(7);
queue.enqueue(2);
queue.enqueue(6);
queue.enqueue(4);
queue.dequeue(); // => 7
queue.peek(); // => 2
queue.length; // => 3
Try the demo.
const queue = new Queue() 是创建队列实例的方式。
调用 queue.enqueue(7) 方法会将项目7排队到队列中。
queue.dequeue() 从队列中去队列一个头部的项目，而 queue.peek() 只是Peek头部的项目。
最后，queue.length 显示队列中还有多少项目。
队列方法的复杂性
Queue类的 queue()、dequeue()、peek() 和 length() 方法仅使用：
属性访问器（例如 this.items[this.headIndex]），或执行算术操作（例如 this.headIndex++）
因此，这些方法的时间复杂度是恒定时间 O(1)。
总结
队列数据结构是“先入先出”（FIFO）的一种：最早入队的项是最早出队的项。
队列有2个主要操作：入队和出队。另外，队列可以具有辅助操作，例如Peek和长度。
所有队列操作必须在恒定时间 O(1) 中执行。
原文：https://dmitripavlutin.com/javascript-queue/
作者：Dmitri Pavlutin