JavaScript数据结构学习之数组、栈与队列

前言

数据结构就是关系，没错，就是数据元素相互之间存在的一种或多种特定关系的集合。

常用的数据结构有：

数组，队列（queue），堆（heap）,栈（stack），链表（linked list ），树（tree），图（graph）和散列表（hash）

本文主要介绍的是数组、栈与队列，下面来一起看看详细的介绍吧。

一、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。

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]

</div>

添加元素

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]

</div>

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]

</div>

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]

</div>

删除元素

删除第一位

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

</div>

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);

</div>

排序

反序

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

</div>

自然排序

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

</div>

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]

</div>

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]

</div>

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}]

</div>

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

</div>

二、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：

1. push(elements(s)) :添加一个（或几个）新元素到栈顶
2. pop() :移除栈顶的元素，同时返回被移除的元素
3. peek() :获取栈顶的元素，不对栈做出任何修改
4. isEmpty() :如果栈里没有任何元素就返回true,否则返回false；
5. clear() :清空栈
6. 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());
 }
}

</div>

三、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。

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());
 }
}

</div>

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：

• 设置优先级，然后在正确的位置添加元素；
• 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
}

</div>

当然，这个enqueue的实现方法很多种，我这效率不是最高的