JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法

2016-02-22    编辑:edit02_lz     点击(
JavaScript如何实现数据结构中的队列和堆栈。

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:

'JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法'

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:

'JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法'

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

 

 代码如下 复制代码
<script type="text/javascript">
        //创建一个数组来模拟队列
        var a=new Array();
        console.log(a);
        //unshift: 在数组的开头添加一个或更多元素,并返回新的长度
        console.log("入队");
        a.unshift(1)
        console.log(a);//----->1
        a.unshift(2);
        console.log(a);//----->2,1
        a.unshift(3);
        console.log(a);//----->3,2,1
        a.unshift(4);
        console.log(a);//----->4,3,2,1
        console.log("出队,先进先出");
        console.log(a);
        //pop:从数组中把最后一个元素删除,并返回这个元素的值
        a.pop();//----->1
        console.log(a);
        a.pop();//----->2
        console.log(a);
        a.pop();//----->3
        console.log(a);
        a.pop();//----->4
        console.log(a);
</script>

 

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

'JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法'

2.2、实现堆栈

 

 代码如下 复制代码
<script type="text/javascript">
        //创建一个数组来模拟堆栈
        var a=new Array();
        console.log(a);
        //push: 在数组的末尾添加一个或更多元素,并返回新的长度
        console.log("入栈");
        a.push(1)
        console.log(a);//----->1
        a.push(2);
        console.log(a);//----->1,2
        a.push(3);
        console.log(a);//----->1,2,3
        a.push(4);
        console.log(a);//----->1,2,3,4
        console.log("出栈,后进先出");
        console.log(a);
        //pop:从数组中把最后一个元素删除,并返回这个元素的值
        a.pop();//----->4
        console.log(a);
        a.pop();//----->3
        console.log(a);
        a.pop();//----->2
        console.log(a);
        a.pop();//----->1
        console.log(a);
</script>

 

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

'JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法'

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。

 

 代码如下 复制代码
<script type="text/javascript">
    /*
    关于代码中"var s=+newDate();"的技巧说明
    解释如下:=+这个运算符是不存在的;
    +相当于.valueOf();
    +new Date()相当于new Date().valueOf()
    //4个结果一样返回当前时间的毫秒数
      alert(+new Date());
      alert(+new Date);
      var s=new Date();
      alert(s.valueOf());
      alert(s.getTime());
    */
    var arr = [ ];
    var startTime = +new Date(); //+new Date()相当于new Date().valueOf(),返回当前时间的毫秒数
     // push性能测试
     for (var i = 0; i < 100000; i++) {
       arr.push(i);
     }
     var endTime = +new Date();
     console.log("调用push方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒");
    
     startTime = +new Date();
     arr = [ ];
     // unshift性能测试
     for (var i = 0; i < 100000; i++) {
       arr.unshift(i);
     }
     endTime = +new Date();
     console.log("调用unshift方法往数组中添加100000个元素耗时"+(endTime-startTime)+"毫秒");
</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:

'JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法'

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:

 

 代码如下 复制代码
<script type="text/javascript">
      //创建一个数组来模拟堆栈
        var a=new Array();
        //使用push方法在数组的末尾添加元素
        a.push(1)
        a.push(2);
        a.push(3);
        a.push(4);
        console.log("数组反转之前数组中的元素顺序");
        console.log(a);//----->1,2,3,4
        //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
        a.reverse();//使用reverse方法将数组进行反转
        console.log("数组反转之后数组中的元素顺序");
        console.log(a);
</script>

 

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

'JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法'

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:

 

 代码如下 复制代码
<script type="text/javascript">
        var arr = [ ], s = +new Date;
        for (var i = 0; i < 100000; i++) {
              arr.push(i);
        }
        //调用reverse方法将数组里面的100000元素的顺序反转
        arr.reverse();
        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");
</script>

 

在google浏览器控制台输出的效果如下图所示:

'JavaScript的数组实现队列与堆栈的方法'

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。