数据结构与算法-队列

队列的概念

先进先出原则的有序集合
添加新元素的一端称为队尾，另一端称为队首

队列的实现

// 数组形式
class Queue {
  constructor () {
    // 用于存储队列数据
    this.queue = []
    this.count = 0
  }
  // 入队方法
  enQueue (item) {
    this.queue[this.count++] = item
  }
  // 出队方法
  deQueue () {
    if (this.isEmpty()) {
      return
    }
    // 删除 queue 的第一个元素
    // delete this.queue[0]
    // 利用 shift() 移除数组的第一个元素
    this.count--
    return this.queue.shift()
  }
  isEmpty () {
    return this.count === 0
  }
  // 获取队首元素值
  top () {
    if (this.isEmpty()) {
      return
    }
    return this.queue[0]
  }
  size () {
    return this.count
  }
  clear () {
    // this.queue = []
    this.length = 0
    this.count = 0
  }
}

const q = new Queue()

对象实现方式

// 对象实现方式
lass Queue {
  constructor () {
    this.queue = {}
    this.count = 0
    // 用于记录队首的键
    this.head = 0
  }
  // 入队方法
  enQueue (item) {
    this.queue[this.count++] = item
  }
  // 出队方法
  deQueue () {
    if (this.isEmpty()) {
      return
    }
    const headData = this.queue[this.head]
    delete this.queue[this.head]
    this.head++
    this.count--
    return headData
  }
  isEmpty () {
    return this.count === 0
  }
  clear () {
    this.queue = {}
    this.count = 0
    this.head = 0
  }
}

const q = new Queue()

双端队列

允许同时从队尾与队首两端进行存取操作的队列，操作更加灵活。

// 实现功能
addFront/addBack
removeFront/removeBack
frontTop/backTop
class Deque {
  constructor () {
    this.queue = {}
    this.count = 0
    this.head = 0
  }
  // 队首添加
  addFront (item) {
    this.queue[--this.head] = item
  }
  // 队尾添加
  addBack (item) {
    this.queue[this.count++] = item
  }
  // 队首删除
  removeFront () {
    if (this.isEmpty()) {
      return
    }
    const headData = this.queue[this.head]
    delete this.queue[this.head++]
    return headData
  }
  // 队尾删除
  removeBack () {
    if (this.isEmpty()) {
      return
    }
    const backData = this.queue[this.count - 1]
    delete this.queue[--this.count]
    // this.count-- 与 上一步 this.count - 1 合并
    return backData
  }
  // 获取队首值
  frontTop () {
    if (this.isEmpty()) {
      return
    }
    return this.queue[this.head]
  }
  // 获取队尾值
  backTop () {
    if (this.isEmpty()) {
      return
    }
    return this.queue[this.count - 1]
  }
  isEmpty () {
    return this.size() === 0
  }
  size () {
    return this.count - this.head
  }
}

const deq = new Deque()

题目

// 滑动窗口的最大值
/*
* 输入：nums=[1,3,-1,-3,5,3,6,7],k=3
* 输出：[3,3,5,5,6,7]
*/
/**
 * @param {number[]} nums 传入数组
 * @param {number} k 滑动窗口宽度
 * @return {number[]} 
 */
var maxSlidingWindow = function(nums, k) {
  if (k <= 1) {
    return nums
  }
  const result = []
  const deque = []
  // 1 将窗口第一个位置的数据添加到 deque 中，保持递减
  deque.push(nums[0])
  let i = 1
  for (; i < k; i++) {
    // - 存在数据
    // - 当前数据大于队尾值
    //   - 出队，再重复比较
    while (deque.length && nums[i] > deque[deque.length - 1]) {
      deque.pop()
    }
    deque.push(nums[i])
  }
  // 将第一个位置的最大值添加到 result
  result.push(deque[0])

  // 2 遍历后续的数据
  const len = nums.length
  for (; i < len; i++) {
    // 同上进行比较
    while (deque.length && nums[i] > deque[deque.length - 1]) {
      deque.pop()
    }
    deque.push(nums[i])
    // 检测当前最大值是否位于窗口外
    if (deque[0] === nums[i - k]) {
      deque.shift()
    }
    // 添加最大值到 result
    result.push(deque[0])
  }
  return result
};