如何通过JavaScript 实现简单的队列数据结构

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2023-08-24 14:32:41

队列数据结构：一个数组实现和 Jest 测试指南

简介

队列是计算机科学中广泛使用的先进先出 (FIFO) 数据结构。想象一下一个队列，人们按顺序排队，第一个进入队列的人也是第一个离开队列的人。本文将指导你通过数组实现一个队列数据结构，并使用 Jest 测试用例验证它的正确性。

数组实现

使用数组实现队列非常简单。我们需要两个指针，队首指向队列中最前面的元素，队尾指向队列中的最后一个元素。

入队操作是将元素添加到数组的末尾，并更新队尾指针。出队操作是将队首指针指向的元素从数组中移除，并更新队首指针。

以下是 JavaScript 中基于数组实现队列的代码示例：

class Queue {
  constructor() {
    this.queue = [];
    this.head = 0;
    this.tail = 0;
  }

  enqueue(element) {
    this.queue[this.tail] = element;
    this.tail++;
  }

  dequeue() {
    if (this.isEmpty()) {
      return null;
    }
    const element = this.queue[this.head];
    this.head++;
    return element;
  }

  size() {
    return this.tail - this.head;
  }

  isEmpty() {
    return this.tail === this.head;
  }
}

Jest 测试用例

Jest 是一个流行的 JavaScript 测试框架。以下是使用 Jest 测试队列实现正确性的测试用例：

describe('Queue', () => {
  it('should create a new queue', () => {
    const queue = new Queue();
    expect(queue).toBeInstanceOf(Queue);
  });

  it('should enqueue an element', () => {
    const queue = new Queue();
    queue.enqueue(1);
    expect(queue.size()).toBe(1);
  });

  it('should dequeue an element', () => {
    const queue = new Queue();
    queue.enqueue(1);
    queue.enqueue(2);
    const element = queue.dequeue();
    expect(element).toBe(1);
    expect(queue.size()).toBe(1);
  });

  it('should return null when dequeueing an empty queue', () => {
    const queue = new Queue();
    const element = queue.dequeue();
    expect(element).toBeNull();
  });

  it('should return the size of the queue', () => {
    const queue = new Queue();
    queue.enqueue(1);
    queue.enqueue(2);
    queue.enqueue(3);
    expect(queue.size()).toBe(3);
  });

  it('should return true if the queue is empty', () => {
    const queue = new Queue();
    expect(queue.isEmpty()).toBeTrue();
  });

  it('should return false if the queue is not empty', () => {
    const queue = new Queue();
    queue.enqueue(1);
    expect(queue.isEmpty()).toBeFalse();
  });
});