队列：JS中的灵活数据结构

前端

2023-11-22 13:00:31

队列的本质：先入先出

队列是一个特殊的列表结构，与栈不同，它遵循先入先出（FIFO，first-in-first-out）的原则。这意味着最早进入队列的元素将最先被删除。这种特性使其非常适合用于需要按顺序处理元素的场景，例如队列系统或消息传递机制。

队列的操作

队列的两个基本操作是：

入队 (enqueue) ：在队列的末尾添加一个元素。
出队 (dequeue) ：从队列的头部删除并返回一个元素。

这些操作确保队列保持先进先出的顺序，使我们可以按预期的方式访问元素。

JavaScript 中的队列实现

在 JavaScript 中，我们可以使用数组或链表来实现队列。

数组实现

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

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

  dequeue() {
    return this.queue.shift();
  }
}

链表实现

class QueueNode {
  constructor(data) {
    this.data = data;
    this.next = null;
  }
}

class Queue {
  constructor() {
    this.head = null;
    this.tail = null;
    this.size = 0;
  }

  enqueue(item) {
    const node = new QueueNode(item);
    if (this.isEmpty()) {
      this.head = node;
      this.tail = node;
    } else {
      this.tail.next = node;
      this.tail = node;
    }
    this.size++;
  }

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

    const item = this.head.data;
    this.head = this.head.next;
    this.size--;
    if (this.isEmpty()) {
      this.tail = null;
    }
    return item;
  }

  isEmpty() {
    return this.size === 0;
  }
}

队列的应用场景

队列在现实世界中有广泛的应用，包括：

队列系统 ：例如排队系统、银行柜台，使用队列来管理等待服务的人或请求。
消息传递 ：消息队列用于在系统组件之间可靠地传输消息，确保按顺序处理消息。
缓冲：队列可用于在生产者和消费者之间创建缓冲区，从而平滑数据流。
并行处理 ：队列可用于分配任务，使并行处理更加高效。

队列与栈的对比

队列和栈都是数据结构，但它们有不同的特点：

特征	队列	栈
操作顺序	先入先出 (FIFO)	后入先出 (LIFO)
插入点	队尾	栈顶
删除点	队首	栈顶
应用场景	排队系统、消息传递	函数调用、撤销/重做操作