用JavaScript开拓数据结构和算法之旅

2023-09-14 15:41:38

JavaScript中的数据结构：栈、队列和双端队列

栈：先进后出（FILO）

想象一下一个堆叠起来的盘子，当你想要拿取顶部的盘子时，必须先把上面的盘子都拿走。这就是栈的工作原理。它是遵循先进后出（FILO）原则的数据结构，后放入的元素会最先被取出。

JavaScript中的栈实现：

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

  push(item) {
    this.items.push(item);
  }

  pop() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items.pop();
  }

  peek() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items[this.items.length - 1];
  }

  isEmpty() {
    return this.items.length === 0;
  }
}

栈的应用：

浏览器历史记录： 保存用户访问的网页顺序，以便后退和前进。
函数调用栈： 追踪函数的调用顺序，以便在函数返回时恢复状态。
递归： 函数自我调用的机制，依赖栈来存储调用信息。

队列：先进先出（FIFO）

队列就像一条排队等候的队伍，先排队的人会先得到服务。它是遵循先进先出（FIFO）原则的数据结构，先放入的元素会最先被取出。

JavaScript中的队列实现：

class Queue {
  constructor() {
    this.items = [];
  }

  enqueue(item) {
    this.items.push(item);
  }

  dequeue() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items.shift();
  }

  peek() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items[0];
  }

  isEmpty() {
    return this.items.length === 0;
  }
}

队列的应用：

打印队列： 按顺序存储打印任务，打印机逐个打印。
消息队列： 进程间通信机制，进程发送和接收消息。
事件循环： JavaScript执行机制，按顺序执行事件。

双端队列：两端出入

双端队列融合了栈和队列的优点，支持两端出入。它既可以先进先出，也可以先进后出。

JavaScript中的双端队列实现：

class Dequeue {
  constructor() {
    this.items = [];
  }

  addFront(item) {
    this.items.unshift(item);
  }

  addBack(item) {
    this.items.push(item);
  }

  removeFront() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items.shift();
  }

  removeBack() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items.pop();
  }

  peekFront() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items[0];
  }

  peekBack() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    return this.items[this.items.length - 1];
  }

  isEmpty() {
    return this.items.length === 0;
  }
}