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JavaScript學習總結(二十一)——使用JavaScript的數組實現數據結構中的隊列與堆棧

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今天在項目中要使用JavaScript實現數據結構中的隊列和堆棧,這裏做一下總結。

一、隊列和堆棧的簡單介紹

1.1、隊列的基本概念

  隊列:是一種支持先進先出(FIFO)的集合,即先被插入的數據,先被取出!

  如下圖所示:

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1.2、堆棧的基本概念

  堆棧:是一種支持後進先出(LIFO)的集合,即後被插入的數據,先被取出!

  如下圖所示:

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二、 在JavaScript中實現隊列和堆棧

  在JavaScript中實現隊列和數組主要是通過數組,js數組中提供了以下幾個方法可以讓我們很方便實現隊列和堆棧:

  • shift:從數組中把第一個元素刪除,並返回這個元素的值。
  • unshift: 在數組的開頭添加一個或更多元素,並返回新的長度
  • push:在數組的中末尾添加元素,並返回新的長度
  • pop:從數組中把最後一個元素刪除,並返回這個元素的值。

2.1、實現隊列

 1 <script type="text/javascript">
 2         //創建一個數組來模擬隊列
 3         var a=new Array();
 4         console.log(a);
 5         //unshift: 在數組的開頭添加一個或更多元素,並返回新的長度
 6         console.log("入隊");
 7         a.unshift(1)
 8         console.log(a);//----->1
 9         a.unshift(2);
10         console.log(a);//----->2,1
11         a.unshift(3);
12         console.log(a);//----->3,2,1
13         a.unshift(4);
14         console.log(a);//----->4,3,2,1
15         console.log("出隊,先進先出");
16         console.log(a);
17         //pop:從數組中把最後一個元素刪除,並返回這個元素的值
18         a.pop();//----->1
19         console.log(a);
20         a.pop();//----->2
21         console.log(a);
22         a.pop();//----->3
23         console.log(a);
24         a.pop();//----->4
25         console.log(a);
26 </script>

  在google瀏覽器控制臺輸出的效果如下圖所示:

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2.2、實現堆棧

 1 <script type="text/javascript">
 2         //創建一個數組來模擬堆棧
 3         var a=new Array();
 4         console.log(a);
 5         //push: 在數組的末尾添加一個或更多元素,並返回新的長度
 6         console.log("入棧");
 7         a.push(1)
 8         console.log(a);//----->1
 9         a.push(2);
10         console.log(a);//----->1,2
11         a.push(3);
12         console.log(a);//----->1,2,3
13         a.push(4);
14         console.log(a);//----->1,2,3,4
15         console.log("出棧,後進先出");
16         console.log(a);
17         //pop:從數組中把最後一個元素刪除,並返回這個元素的值
18         a.pop();//----->4
19         console.log(a);
20         a.pop();//----->3
21         console.log(a);
22         a.pop();//----->2
23         console.log(a);
24         a.pop();//----->1
25         console.log(a);
26 </script>

  在google瀏覽器控制臺輸出的效果如下圖所示:

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2.3、push方法和unshift方法的性能測試

  Array的push與unshift方法都能給當前數組添加元素,不同的是,push是在末尾添加,而unshift則是在開頭添加,從原理就可以知道,unshift的效率是較低的。原因是,它每添加一個元素,都要把現有元素往下移一個位置。但到底效率差異有多大呢?下面來簡單測試一下。

 1 <script type="text/javascript">
 2     /*
 3     關於代碼中"var s=+newDate();"的技巧說明
 4     解釋如下:=+這個運算符是不存在的;
 5     +相當於.valueOf();
 6     +new Date()相當於new Date().valueOf()
 7     //4個結果一樣返回當前時間的毫秒數
 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()相當於new Date().valueOf(),返回當前時間的毫秒數
16      // push性能測試 
17      for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
18        arr.push(i); 
19      }
20      var endTime = +new Date();
21      console.log("調用push方法往數組中添加100000個元素耗時"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 
22      
23      startTime = +new Date(); 
24      arr = [ ]; 
25      // unshift性能測試 
26      for (var i = 0; i < 100000; i++) { 
27        arr.unshift(i); 
28      }
29      endTime = +new Date();
30      console.log("調用unshift方法往數組中添加100000個元素耗時"+(endTime-startTime)+"毫秒"); 
31 </script>

  這段代碼分別執行了100000次push和unshift操作,在Google瀏覽器運行一次,得到的結果如下圖所示:
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  可見,unshift比push要慢差不多100倍!因此,平時還是要慎用unshift,特別是對大數組。那如果一定要達到unshift的效果,可以借助於Array的reverse方法,Array的reverse的方法能夠把一個數組反轉。先把要放進數組的元素用push添加,再執行一次reverse,就達到了unshift的效果。比如:

 1 <script type="text/javascript">
 2       //創建一個數組來模擬堆棧
 3         var a=new Array();
 4         //使用push方法在數組的末尾添加元素
 5         a.push(1)
 6         a.push(2);
 7         a.push(3);
 8         a.push(4);
 9         console.log("數組反轉之前數組中的元素順序");
10         console.log(a);//----->1,2,3,4
11         //Array有一個叫做reverse的方法,能夠把一個數組反轉。先把要放進數組的元素用push添加,再執行一次reverse,就達到了unshift的效果
12         a.reverse();//使用reverse方法將數組進行反轉
13         console.log("數組反轉之後數組中的元素順序");
14         console.log(a);
15 </script>

  在google瀏覽器控制臺輸出的效果如下圖所示:

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  從運行結果來看,數組元素的順序已經反轉過來了。

2.4、reverse方法的性能測試

  reverse的性能又如何呢,下面再來測試:

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         //調用reverse方法將數組裏面的100000元素的順序反轉
7         arr.reverse(); 
8         console.log("調用reverse方法將數組裏面的100000元素的順序反轉耗時:"+(+new Date - s)+"毫秒");
9 </script>

  在google瀏覽器控制臺輸出的效果如下圖所示:

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  從運行效果中可以看到,reverse方法的性能極高,可以放心使用。

  以上就是關於在javascript中通過數組來實現隊列和堆棧的總結,並且簡單測試了一下push、unshift、reverse這幾個方法在操作大數組方面的性能優劣。

JavaScript學習總結(二十一)——使用JavaScript的數組實現數據結構中的隊列與堆棧