1.使用队列:方块舞的舞伴分配问题
前面我们提到过,经常用队列模拟排队的人。下面我们使用队列来模拟跳方块舞的人。当
男男女女来到舞池,他们按照自己的性别排成两队。当舞池中有地方空出来时,选两个队
列中的第一个人组成舞伴。他们身后的人各自向前移动一位,变成新的队首。当一对舞伴
迈入舞池时,主持人会大声喊出他们的名字。当一对舞伴走出舞池,且两排队伍中有任意
一队没人时,主持人也会把这个情况告诉大家。
为了模拟这种情况,我们把跳方块舞的男男女女的姓名储存在一个文本文件中:
下面是程序代码的实现:
2.使用队列对数据进行排序
队列不仅用于执行现实生活中与排队有关的操作,还可以用于对数据进行排序。
计算机刚刚出现时,程序是通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,经一个机械装置进行排序。我们可以使用一组队列来模拟这一过程。
这种排序技术叫做基数排序,它不是最快的排序算法,但是它展示了一些有趣的队列使用方法。
对于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。每个数字根据对应位上的数值被分在不同的盒子里。
假设有如下数字:
91, 46, 85, 15, 92, 35, 31, 22
经过基数排序第一次扫描之后,数字被分配到如下盒子中:
根据盒子的顺序,对数字进行第一次排序的结果如下:
91, 31, 92, 22, 85, 15, 35, 46
然后根据十位上的数值再将上次排序的结果分配到不同的盒子中:
最后,将盒子中的数字取出,组成一个新的列表,该列表即为排好序的数字:
15, 22, 31, 35, 46, 85, 91, 92
使用队列代表盒子,可以实现这个算法。 View Code
我们需要十个队列,每个对应一个数字。将所有队列保存在一个数组中,使用取余和除法操作决定个位和十位。
算法的剩余部分将数字加入相应的队列,根据个位数值对其重新排序,然后再根据十位上的数值进行排序,
结果即为排好序的数字。
下面是代码的实现:
打印出来如下:
3.优先队列:
在一般情况下,从队列中删除的元素,一定是率先入队的元素。
但是也有一些使用队列的应用,在删除元素时不必遵守先进先出的约定。这种应用,需要使用一个叫做优先队列的数据结构来进行模拟。
从优先队列中删除元素时, 需要考虑优先权的限制。
比如医院急诊科的候诊室,就是一个采取优先队列的例子。当病人进入候诊室时,分诊护士会评估患者病情的严重程度,然后给一个优先级代码。高优先级的患者先于低优先级的患者就医,同样优先级的患者按照先来先服务的顺序就医。
先来定义存储队列元素的对象,然后再构建我们的优先队列系统:
function Patient(name, code) {
this.name = name;
this.code = code;
}
变量code 是一个整数,表示患者的优先级或病情严重程度。
现在需要重新定义dequeue() 方法,使其删除队列中拥有最高优先级的元素。
我们规定:优先码的值最小的元素优先级最高。
新的dequeue() 方法遍历队列的底层存储数组,从中找出优先码最低的元素,然后使用数组的splice() 方法删除优先级最高的元素。
最后,需要定义toString() 方法来显示Patient 对象。
代码实现如下:
打印结果: