JavaScript数据结构之数组栈队列

请注意,本文编写于 463 天前,最后修改于 212 天前,其中某些信息可能已经过时。

1. 数组

数组是平时使用最常用的数据结构,在JavaScript中数组是动态的分配大小,在这里我不会介绍JavaScript里面数组的所有的方法,而是针对数据结构这个方向谈谈所用到的方法。

1.1 创建和初始化数组

//创建空数组
var array = new Array();
//[]

//初始化数组
var array = new Array(1,2,3); 
var array = Array.of(1,2,3);//ES6的方法
//[1,2,3]

//创建大小为5的数组
var array = new Array();//ES6的方法
//[undefined,undefined,undefined,undefined,undefined]

//给数组赋值
var array = new Array();
array[0] = 1 ;
array[1] = 2 ;
array[2] = 3 ;
//[1,2,3]

1.2 添加元素

1.2.1往数组后添加元素

var number = [1,2,3];
number[number.length] = 4;
//[1,2,3,4]

//或者
var number = [1,2,3];
number.push(4);
//[1,2,3,4]

1.2.2往数组前面添加元素

var number = [1,2,3];
number.unshift(0);
//[0,1,2,3]
number.unshift(-2,-1);
//[-2,-1,0,1,2,3]

1.2.3往数组的任意位置插入元素

运用splice方法

//在索引1后面添加2,3,4
var number = [1,5,6];
number.splice(1,0,2,3,4);
//[1,2,3,4,5,6]

1.3 删除元素

1.3.1 删除第一位

var number = [1,2,3];
number.shift();
//[2,3]

1.3.2 删除任意位置

使用splice方法删除数组任意位置的元素

var numebr = [1,2,3,4,5,6];
//如果想删除元素3
number.splice(2,1);
//[1,2,4,5,6]

//如果想删除元素4,5
number.splice(3,2);

1.4 排序

1.4.1 反序

var number = [3,2,1];
number.reverse();
//[1,2,3]

1.4.2 自然排序

var numebr = [2,3,4,1,3,7];
number.sort();
//[1,2,3,3,4,7]

1.4.3 自定义排序

这个自定义排序跟java里面实现comparator接口一个意思。用处可大了。

var number = [4,5,6,7,1,2,3,8,9,10,11,12,13];
number.sort();
//[1, 10, 11, 12, 13, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

仿佛看起有点不对啊,我们应该想要的是
[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],这个时候我们就用自定义排序来解决这个问题

var number = [4,5,6,7,1,2,3,8,9,10,11,12,13];

function compare(a,b){
    if(a < b){
        return -1;
    }
    if(a > b){
        return 1;
    }
    
    return 0;
}

number.sort(compare);
//[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]

这还只是最简单的,也可以对任何对象类型进行数组排序。例如,对象Person有名字和年龄属性,我们希望根据年龄排序

var friends = [{name:'李晨',age:40},{name:'范冰冰',age:35}];

function comparePerson(a,b){
    if(a.age < b.age){
        return  -1;
    }
    if(a.age > b.age){
        return 1;
    }
    return 0;
}

friends.sort(comparePerson);
//[{name:'范冰冰',age:35},{name:'李晨',age:40}]

1.5 搜索

搜索有两个方法:indexOf方法返回与参数匹配的第一个元素的索引,lastIndexOf返回与参数匹配的最后一个元素的索引。

var number = [1,3,4,3,56,6,7,4];
number.indexOf(3);//1
number.lastIndexOf(3)//3

2. 栈

栈是一种遵循后进先出(LIFO)原则的有序集合。新添加的或待删除的元素都保存在栈的末尾,称作栈顶,另一端就叫栈底。在栈里,新元素都靠近栈顶,旧元素都接近栈底。在JavaScript中变量保存和函数调用都是用栈存储的。

首先创建一个类来表示一个栈,需要一种数据结构来保存栈里的元素。这里我们就选择刚学的数组:var items = [];
接下来,为我们的栈声明一些方法:

  • push(elements(s)):添加一个(或几个)新元素到栈顶
  • pop():移除栈顶的元素,同时返回被移除的元素
  • peek():获取栈顶的元素,不对栈做出任何修改
  • isEmpty():如果栈里没有任何元素就返回true,否则返回false;
  • clear():清空栈
  • size():返回栈元素的个数

如果上一节数组认真看了,我相信用JavaScript实现一个栈是非常简单的。在这里就直接来代码了,不用一个方法一个方法去解释了。

function Stack(){
    var items = [];
    
    this.push = function(element){
        items.push(element);
    }
    
    this.pop = function(){
        return items.pop();
    }
    
    this.peek = function(){
        return items[items.length-1];
    }
    
    this.isEmpty = function(){
        return items.length === 0;
    }
    
    this.size = function(){
        return items.length;
    }
    
    this.clear = function(){
        items = [];
    }
    
    this.print = funciton(){
        console.log(items.toString());
    }
}

3. 队列

队列是遵循先来先服务(FIFO)原则的一组有序的项。队列在尾部添加新元素,并从顶部移除元素。最新添加的元素排在队列的末尾。

在现实生活中常见的例子就是排队。
在计算机科学中,一个常见的例子就是打印队列,先点击打印的文档会被先打印。

3.1 创建队列

同样先创建一个类来表示一个队列。需要用到的数据结构同样是数组var items = [];
声明可用的方法:

  • enqueue(element(s)):向队尾添加一个(或多个)新的项
  • dequeue():移除队列的第一(即排在队列最前面的)项,并返回被移除的元素。
  • front():返回队列中第一个元素
  • isEmpty():如果队列中不包含元素返回true,否则返回false
  • size():返回队列包含元素的个数

完整的Queue类

function Queue(){
    var items = [];
    
    this.enqueue = function(element){
        items.push(element);
    }
    
    this.dequeue = function(){
        return items.shift();
    }
    
    this.front = function(){
        return items[0];
    }
    
    this.isEmpty = function(){
        return items.length === 0;
    }
    
    this.clear = function(){
        items = [];
    }
    
    this.size = funciton(){
        return items.length;
    }
    
    this.print = function(){
        console.log(items.toString());
    }
}

3.2 优先队列

在优先队列中,元素被赋予优先级。当访问元素的时,具有最高优先级的元素先删除。优先队列具有最高进先出的行为特征。例如:医院的急救室为病人赋予优先级(这个优先级可以指病情严重的成程度),具有最高优先级的病人最先得到治疗。

实现一个优先队列有两种选项:

  1. 设置优先级,然后在正确的位置添加元素;
  2. 用入列操作添加元素,然后按照优先级移除它们。

我们这里采用第一种。

function PriorityQueue(){
    var items = [];
    
    funciton QueueElement(element,priority){
        this.element = element;
        this.priority = priority;
    }
    
    function comparePriority(a,b){
        if(a.priority > b.priority){
            return 1;
        }
        
         if(a.priority < b.priority){
            return -1;
        }
        
        return 0;
    }
    
    this.enqueue = funciton(element,priority){
        var queueElement = new QueueElement(element,priority);
        
        items.push(queueElement);
        
        items.sort(comparePriority);
    }
    
    //其它方法和默认的Queue实现相同
}

当然,这个enqueue的实现方法很多种,我这效率不是最高的,但是容易理解。将插入的元素根据优先级排个序,那么先出去的就是优先级最高的了。

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