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使用JavaScript的数组实现数据结构中的队列与堆栈

  今天在项目中要使用JavaScript实现数据结构中的队列和堆栈,这里做一下总结。

一、队列和堆栈的简单介绍

1.1、队列的基本概念

  队列:是一种支持先进先出(FIFO)的集合,即先被插入的数据,先被取出!

  如下图所示:

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1.2、堆栈的基本概念

  堆栈:是一种支持后进先出(LIFO)的集合,即后被插入的数据,先被取出!

  如下图所示:

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二、 在JavaScript中实现队列和堆栈

  在JavaScript中实现队列和数组主要是通过数组,js数组中提供了以下几个方法可以让我们很方便实现队列和堆栈:

  • shift:从数组中把第一个元素删除,并返回这个元素的值。
  • unshift: 在数组的开头添加一个或更多元素,并返回新的长度
  • push:在数组的中末尾添加元素,并返回新的长度
  • pop:从数组中把最后一个元素删除,并返回这个元素的值。

2.1、实现队列

 1 <script type="text/javascript"> 2         //创建一个数组来模拟队列 3         var a=new Array(); 4         console.log(a); 5         //unshift: 在数组的开头添加一个或更多元素,并返回新的长度 6         console.log("入队"); 7         a.unshift(1) 8         console.log(a);//----->1 9         a.unshift(2);10         console.log(a);//----->2,111         a.unshift(3);12         console.log(a);//----->3,2,113         a.unshift(4);14         console.log(a);//----->4,3,2,115         console.log("出队,先进先出");16         console.log(a);17         //pop:从数组中把最后一个元素删除,并返回这个元素的值18         a.pop();//----->119         console.log(a);20         a.pop();//----->221         console.log(a);22         a.pop();//----->323         console.log(a);24         a.pop();//----->425         console.log(a);26 </script>

  在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

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2.2、实现堆栈

 1 <script type="text/javascript"> 2         //创建一个数组来模拟堆栈 3         var a=new Array(); 4         console.log(a); 5         //push: 在数组的末尾添加一个或更多元素,并返回新的长度 6         console.log("入栈"); 7         a.push(1) 8         console.log(a);//----->1 9         a.push(2);10         console.log(a);//----->1,211         a.push(3);12         console.log(a);//----->1,2,313         a.push(4);14         console.log(a);//----->1,2,3,415         console.log("出栈,后进先出");16         console.log(a);17         //pop:从数组中把最后一个元素删除,并返回这个元素的值18         a.pop();//----->419         console.log(a);20         a.pop();//----->321         console.log(a);22         a.pop();//----->223         console.log(a);24         a.pop();//----->125         console.log(a);26 </script>

  在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

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2.3、push方法和unshift方法的性能测试

  Array的push与unshift方法都能给当前数组添加元素,不同的是,push是在末尾添加,而unshift则是在开头添加,从原理就可以知道,unshift的效率是较低的。原因是,它每添加一个元素,都要把现有元素往下移一个位置。但到底效率差异有多大呢?下面来简单测试一下。

 1 <script type="text/javascript"> 2     /* 3     关于代码中"var s=+newDate();"的技巧说明 4     解释如下:=+这个运算符是不存在的; 5     +相当于.valueOf(); 6     +new Date()相当于new Date().valueOf() 7     //4个结果一样返回当前时间的毫秒数 8       alert(+new Date()); 9       alert(+new Date);10       var s=new Date();11       alert(s.valueOf());12       alert(s.getTime());13     */14     var arr = [ ];15     var startTime = +new Date(); //+new Date()相当于new Date().valueOf(),返回当前时间的毫秒数16      // push性能测试 17      for (var i = 0; i < 100000; i++) { 18        arr.push(i); 19      }20      var endTime = +new Date();21      console.log("调用push方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 22      23      startTime = +new Date(); 24      arr = [ ]; 25      // unshift性能测试 26      for (var i = 0; i < 100000; i++) { 27        arr.unshift(i); 28      }29      endTime = +new Date();30      console.log("调用unshift方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 31 </script>

  这段代码分别执行了100000次push和unshift操作,在Google浏览器运行一次,得到的结果如下图所示:
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  可见,unshift比push要慢差不多100倍!因此,平时还是要慎用unshift,特别是对大数组。那如果一定要达到unshift的效果,可以借助于Array的reverse方法,Array的reverse的方法能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push添加,再执行一次reverse,就达到了unshift的效果。比如:

 1 <script type="text/javascript"> 2       //创建一个数组来模拟堆栈 3         var a=new Array(); 4         //使用push方法在数组的末尾添加元素 5         a.push(1) 6         a.push(2); 7         a.push(3); 8         a.push(4); 9         console.log("数组反转之前数组中的元素顺序");10         console.log(a);//----->1,2,3,411         //Array有一个叫做reverse的方法,能够把一个数组反转。先把要放进数组的元素用push添加,再执行一次reverse,就达到了unshift的效果12         a.reverse();//使用reverse方法将数组进行反转13         console.log("数组反转之后数组中的元素顺序");14         console.log(a);15 </script>

  在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

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  从运行结果来看,数组元素的顺序已经反转过来了。

2.4、reverse方法的性能测试

  reverse的性能又如何呢,下面再来测试:

1 <script type="text/javascript">2         var arr = [ ], s = +new Date; 3         for (var i = 0; i < 100000; i++) { 4               arr.push(i); 5         }6         //调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转7         arr.reverse(); 8         console.log("调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转耗时:"+(+new Date - s)+"毫秒");9 </script>

  在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

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  从运行效果中可以看到,reverse方法的性能极高,可以放心使用。

  以上就是关于在javascript中通过数组来实现队列和堆栈的总结,并且简单测试了一下push、unshift、reverse这几个方法在操作大数组方面的性能优劣。

使用JavaScript的数组实现数据结构中的队列与堆栈