JS中的栈、队列和链表 -- 队列

栈和队列是数据结构里的基本概念之一。所以今天讨论的内容是如何在JavaScript中实现一个队列。

什么是队列

顾名思义，就是排队的意思。之前看《JS高级编程》时里面好像举了一个买电影票的例子，我们排队买票，第一个人买完了票从队伍的最前面离开，新来的人要站在队伍的最后一个。

所以，在数据结构语言中，队列是一个动态的集合：其中新元素将被插入到队列的末尾(入队 ENQUEUE)；并且要从队列的头部删除元素(出队 DEQUEUE)；同时EnQueue和DeQueue是队列结构需要支持的两个主要操作。

删除的操作基于FIFO(先进先出)原则，先一步入队的元素必须先一步出队。

举一个作业调度的例子。

队列

这样的调度方式确保了任何工作都不会被遗忘或者等待太久。

如何在JS里使用队列

在JS中实现Queue的最简单的方法是将数组作为容器存储。使用Array.shift()方法可以移除并返回第一个元素，简单但并不高效。因为：

• shift()的时间复杂度是O(n)，n是队列的长度，但是DeQueue()的目标运行时间应为O(1)
• Array.prototype里的大部分操作的时间复杂度都是O(n)
• 数组是索引集合，所有的数据都被分配到内存中。如果队列过大，则每次更改都将移动大块内存以使用索引来保持数组可访问。

从时间和准确性的角度上看，数组并不是最好的存储容器，那么有比数组更好的存储容器吗？对象。JS里的一切不都是对象吗？

代码实现

• 队列的基本结构

function Queue(){
  // 声明一个对象作为队列的存储容器
  // 声明头尾两端的索引值
}

• EnQueue的实现

EnQueue: function(item){
  // 将入队的值分配一个尾部索引
  // 尾部的索引值递增
}

• DeQueue的实现

DeQueue: function(){
  // 检查队列是否为空
  // 获取当前的头部索引指向的值
  // 删除数组头部元素
  // 将下一个索引变为头部索引

  // 为空则重置, 确保头尾索引不会过大

  // 返回删除的值
}

function Queue(){
  let storage = {},
    top = 0,
    end= 0;

  return {
    enQueue: function(item){
      storage[end] = item;
      end++;
    },
    deQueue: function(){
      let size = end - top;

      if (size <= 0) return undefined;

      let item = storage[top];
      delete storage[top];
      top++;

      if (top === end){
        top = 0;
        end = 0;
      }

      return item;
    },
    size: function(){
      return end - top;
    },
    peek: function(){
      return storage[end - 1];
    },
    print: function(){
      let result = [];

      for (let key in storage){
        result.push(storage[key]);
      }

      return result;
    }
  }
}

现在，访问Object的属性需要O(1)时间，因此EnQueue和DeQueue方法每个都将花费固定的时间，不会因队列大小的变化而变化。