数据结构与算法-队列（Queue）

百度百科解释：队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只容许在表的前端（front）进行删除操做，而在表的后端（rear）进行插入操做，和栈同样，队列是一种操做受限制的线性表。进行插入操做的端称为队尾，进行删除操做的端称为队头。

队列也是一种列表，队列用于存储按顺序排列的数据，先进先出（First-In-First-Out, FIFO），能够想象成银行前排队的人群。

使用数组实现队列

javascript中的数组具备其它编程语言中没有的优势，数组的push()能够在数组的末尾加入元素，shift()能够删除数组的第一个 元素。

function Queue () {
    this.dataStore = []
}
Queue.prototype = {
    constructor: Queue,
    // 向对位添加一个元素
    enqueue: function (element) {
        this.dataStore.push(element)
    },
    // 删除队首元素
    dequeue: function () {
        return this.dataStore.shift()
    },
    // 读取队首元素
    front: function () {
        return this.dataStore[0]
    },
    // 读取队尾元素
    back: function () {
        return this.dataStore[this.dataStore.length - 1]
    },
    // 显示队列内的全部元素
    toString: function () {
        var retStr = ''
        for (var i = 0; i < this.dataStore.length; i++) {
            retStr += this.dataStore[i] + '\n'
        }
        return retStr
    },
    // 判断队列是否为空
    empty: function () {
        if (this.dataStore.length === 0) {
            return true
        } else {
            return false
        }
    }
}
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使用队列对数据进行排序

计算机刚出现时，程序是经过穿孔卡输入主机的，每张卡包含一条程序语句。这些穿孔卡装在一个盒子里，通过一个机械装置进行排序。咱们可使用一组队列来模拟这一过程，这种排序技术叫作基数排序,它不是最快的排序算法，可是它展现了一些有趣的队列使用方法。

具体方法实现： 对0-99的数字，基数排序将数据集扫描两次。第一次按个位上的数字进行排序，第二次按十位上的数字进行排序，每一个数字根据对应位上的数值被分在不一样的盒子里。

假设有以下数字：91， 46， 85， 15， 92， 35， 31， 22

// 第一次按个位上扫描排序
box0: 
box1: 91, 31
box2: 92, 22
box3: 
box4: 
box5: 85, 15, 35
box6: 46
box7: 
box8:
box9
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排序后结果为：91， 31， 92， 22， 85， 15， 35， 46

box0:
box1: 15
box2: 22
box3: 31, 35
box4: 46
box5:
box6:
box7:
box8: 85
box9: 91, 92
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排序后结果为：15， 22， 31， 35， 46， 85， 91， 92

// 能够想象成上体育课时老师组队时，其实也是一种算法

使用队列表明盒子，能够实现这种算法。咱们须要9个队列，每一个对应一个数字，将全部队列保存在一个数组中，使用取余和除法操做决定个位和十位，根据算法的剩余部分将数字加入相应的队列。

// 根据相应位（个位，十位）上的数值，将数字分配到相应队列
function distribute (nums, queues, n, digit) {
    for (var i = 0; i < n; i++) {
        if (digit === 1) {
            queues[nums[i] % 10].enqueue(nums[i])
        } else {
            queues[Math.floor(nums[i] / 10)].enqueue(nums[i])
        }
    }
}

// 从队列中收集数字
function collect (queues, nums) {
    var i = 0
    for (var digit = 0; digit < 10; digit++) {
        while (!queues[digit].empty()) {
            nums[i++] = queues[digit].dequeue()
        }
    }
}

// 主程序
var queues = []
for (var i = 0; i < 10; i++) {
    queues[i] = new Queue()
}
var nums = []
for (var j = 0; j < 10; j++) {
    nums[j] = Math.floor(Math.floor(Math.random() * 101))
}
console.log('before')
console.log(nums)
distribute(nums, queues, 10, 1)
collect(queues, nums)
distribute(nums, queues, 10, 10)
collect(queues, nums)
console.log('after')
console.log(nums)
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队列和栈同样也是一种思想，好比提交操做系统执行的一系列进程，打印任务池等就要用到队列。一个名词在一种陌生环境内咱们会感到很神奇，好比直接说计算机中的队列咱们会感受很高深，映射成生活中的例子咱们就能理解了。固然这些术语，词，概念都是人为的抽象，人的高度概况。数学中的总总知识点，咱们刚开始学的时候很难理解，由于没有使用语境带入，可是总有聪明人能完美使用，还能总结出新的知识，创造出新的东西，计算机就是人为知识的结晶，还能把咱们的思想赋予计算机，随着科技的发展，计算机也会有思想的那一天。