如何实现一个优先级队列
// 封装优先级队列 function PriorityQueue() { // 在 PriorityQueue 中重新创建一个类,和 java 中的内部类很相似 function QueueElement(element, priority) { this.element = element; this.priority = priority; } // 封装属性,用数组来存储队列 this.items = [];
- // 入队
- PriorityQueue.prototype.enQueue = function (element, priority) {
- // 1.创建对象
- var queueElement = new QueueElement(element, priority);
- // 2.判断队列是否为空
- if(this.items.length == 0)
- this.items.push(queueElement);
- else {
- var flag = false;
- for(var i = 0; i< this.items.length; i++){
- if(queueElement.priority < this.items[i].priority){
- this.items.splice(i,0,queueElement);
- flag = true;
- break;
- }
- }
- if(!flag)
- this.items.push(queueElement);
- }
- }
-
- // 2.出队
- PriorityQueue.prototype.deQueue = function () {
- return this.items.shift();
- }
-
- // 3.查看队头元素
- PriorityQueue.prototype.front = function() {
- return this.items[0];
- }
-
- // 4.判断队列是否为空
- PriorityQueue.prototype.isEmpty = function() {
- return this.items.length == 0;
- }
-
- // 5.查看队列中元素的个数
- PriorityQueue.prototype.size = function() {
- return this.items.length;
- }
-
- // 6.将队列元素按字符串格式输出
- PriorityQueue.prototype.toString = function() {
- var result = "";
- for(var i = 0; i < this.items.length; i++)
- result += this.items[i].element + " ";
- return result;
- }
- }
- 基于最大堆实现优先队列
-
class MaxHeap {
constructor(arr = []) {
- this.heap = []; // 用数组表示堆结构
- arr.forEach((item) => this.add(item));
}
add(value) {
- // O(logK) 插入节点值: 放入数组末尾并上浮到合适位置
- this.heap.push(value);
- this.shiftUp(this.heap.length - 1);
}
pop() {
- // O(logK) 提取最大值/堆顶: 提取 heap[0] 并用 heap[-1] 进行代替,然后从顶部开始下沉到合适位置
- const max = this.heap[0];
- this.swap(0, this.size() - 1);
- this.heap.pop();
- this.shiftDown(0);
- return max;
}
peek() {
- // 获取最值/堆顶
- return this.heap[0];
}
size() {
- // 获取当前堆大小
- return this.heap.length;
}
// ↓私有属性↓
swap(index1, index2) {
- // 交换节点位置
- const temp = this.heap[index1];
- this.heap[index1] = this.heap[index2];
- this.heap[index2] = temp;
}
parentIndex(index) {
- // 获取父节点的位置 (index - 1) / 2 向下取整
- return (index - 1) >> 1;
}
leftChildIndex(index) {
- // 获取左子节点
- return index * 2 + 1;
}
rightChildIndex(index) {
- // 获取右子节点
- return index * 2 + 2;
}
shiftUp(index) {
- // 上浮节点,当前值小于父节点值时停止,使当前堆保持最大堆的性质
- let parentIndex = this.parentIndex(index);
- while (index > 0 && this.heap[parentIndex] < this.heap[index]) {
- this.swap(index, parentIndex);
- parentIndex = this.parentIndex((index = parentIndex));
- }
}
shiftDown(index) {
- // 下沉节点,当前值大于子节点值时停止,使当前堆保持最大堆的性质
- const leftIndex = this.leftChildIndex(index);
- const rightIndex = this.rightChildIndex(index);
- // 先比较左子节点值,当前值小于左子节点,则交换,并递归进行下沉
- if (this.heap[index] < this.heap[leftIndex]) {
- this.swap(leftIndex, index);
- this.shiftDown(leftIndex);
- }
- if (this.heap[index] < this.heap[rightIndex]) {
- this.swap(rightIndex, index);
- this.shiftDown(rightIndex);
- }
}
}
// ==TEST==
const priorityQueue = new MaxHeap([2, 5, 3]);
console.log(priorityQueue.peek()); // 5
priorityQueue.add(7);
console.log(priorityQueue.peek()); // 7
priorityQueue.pop();
priorityQueue.add(1);
console.log(priorityQueue.peek()); // 5
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