212数据结构队列/优先队列

队列是一种先进先出的数据结。队列只能在队尾插入元素，在队首删除元素，这点和栈不一样。它用于存储顺序排列的数据。队列就像我们日常中的排队一样，排在最前面的第一个办理业务，新来的人只能在后面排队。队列这种数据结构在编程中被用到很多地方。

定义队列的操作

 上图展示了队列的两个操作，入队和出队。出队操作是删除对头的元素，入队操作是在队尾添加元素。除此之外我们还需要能够获取队首和队尾的元素或者全队列的元素，还需要知道队列的长度，还需要一个方法来清空队列，由此，我们定义队列的方法。

enqueue() 入队
dequeue() 出队
front() 返回队首
back() 返回队尾
toString() 返回所有队列中所有元素
length() 返回队列的长度
clear() 清空队列

队列的实现

Javascript中的数组具有其他编程语言的数组没有的缺点，直接只用数组的push()方法就可以在数组末端加入元素，使用shift()方法可以删除数组的第一个元素。使用数组来实现队列顺理成章。

准备开始实现对列Queue类，先从构造函数开始；

function Queue() {
this.dataStore = [];
this.enqueue = enqueue;
this.dequeue = dequeue;
this.frOnt= front;
this.back = back;
this.toString = toString;
this.length = length;
}

接下来开始实现对列的各个方法。

enqueue()方法向队尾添加一个元素，dequeue()方法删除队首的元素：

function enqueue(element) {
this.dataStore.push(element); // 把新来的元素放在队尾
}
function dequeue() {
return this.dataStore.shift(); // 删除队首元素，并把这个元素返回
}

front()和back()方法分别是返回队列的队首和队尾的元素：

function front() {
return this.dataStore[0]; // 返回队首元素
}
function back() {
return this.dataStore[this.dataStore.length - 1]; // 返回队尾元素
}

toString() 方法显示队列内的所有元素: 

function toString() {
var retStr = '';
this.dataStore.forEach(val => { // 遍历队列，把队列中的所有元素拼成字符串返回
retStr += val + '\n';
});
return retStr;
}

length() 方法返回队列长度，clear()方法清空队列：

function length() {
return this.dataStore.length;
}
function clear() {
this.dataStore.length = 0; // 通过把队列的长置0来清空队列
}

到此，队列这种数据结构借助Javascript已经实现了。接下来测试一下。

const q = new Queue();
q.enqueue('java');
q.enqueue('php');
q.enqueue('python');
console.log('队列里的所有元素：');
console.log(q.toString());
q.dequeue()
console.log('出队之后所有元素：');
console.log(q.toString());
console.log('队首元素：' + q.front());
console.log('队尾元素：' + q.back());
console.log('队列长度：' + q.length());
q.clear();
console.log('清空队列后的长度：' + q.length());

输出结果：

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。但有的特殊情况不用遵守先进先出的约定。比如急诊室里的队列，医生会根据病人病情的严重程度来决定服务的优先级。在这种队列里，从队列中删除的元素就有可能不是最先入队的元素。这种情况，就需要使用一个叫优先队列的数据结构来模拟。

　　接下来，我们以急诊室排队为例，实现以下优先队列。

　　在急诊室的候诊室里，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; // 优先级代码，整数，代表患者优先级
}

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，从中找出优先码最小的元素，然后删除该元素。新的dequeque()方法定义如下所示：

function dequeue() {
let priority = this.dataStore[0].code;
let pos = 0;
// 使用简单的顺序查找方法寻找优先级最高的元素
this.dataStore.forEach((p, i) => {
if (p.code priority = p.code;
pos = i;
}
});
// 返回从队列中删除的元素
return this.dataStore.splice(pos, 1);
}

最后，重新实现toString()方法来显示Patient对象。

function toString() {
var retStr = "";
this.dataStore.forEach(p => {
retStr += `${p.name} 优先级： ${p.code}\n`;
});
return retStr;
}

到此，模拟的急诊优先队列已经实现完成，我们测试一下。

var p = new Patient("小一", 5);
const ed = new Queue();
ed.enqueue(p);
p = new Patient("小二", 4);
ed.enqueue(p);
p = new Patient("小三", 6);
ed.enqueue(p);
p = new Patient("小四", 1);
ed.enqueue(p);
p = new Patient("小五", 1);
console.log('正在排队的人：');
console.log(ed.toString());
// 第一轮
ed.enqueue(p);
var seen = ed.dequeue();
console.log('正在被接诊的病人：' + seen[0].name);
console.log('等待的人：')
console.log(ed.toString());
// 下一轮
var seen = ed.dequeue();
console.log('正在被接诊的病人：' + seen[0].name);
console.log('等待的人：')
console.log(ed.toString());
// 下一轮
var seen = ed.dequeue();
console.log('正在被接诊的病人：' + seen[0].name);
console.log('等待的人：')
console.log(ed.toString());

输出：

 可以看到，待诊病人按照优先级，一个一个的从队列中被接诊。