前端 JavaScript 优先队列与循环队列怎么实现

在前端编程中，实现一个优先队列需要考虑元素的优先级以及队列操作的效率，优先级的判定与管理、队列元素的动态排序。而循环队列的实现重点在于队列的高效循环利用、索引的计算与空间的优化。以下是具体的实现方法：

优先队列可以通过数组来实现，每个数组元素包含数据及其优先级，插入操作时根据优先级进行排序。而循环队列通常使用一个固定大小的数组和两个指针，头指针（front）和尾指针（rear），来标记队列的开始和结束位置。

一、优先队列的实现

优先级的设置方法

优先队列中的每个元素都有一个与之关联的优先级，优先级最高的元素会被最先移除。通常可以使用一个对象来存储元素及其优先级，例如：{ value: 'some data', priority: 1 }。优先级数值较小表示优先级较高。

插入与排序逻辑

当新元素加入优先队列时，它会根据优先级找到合适的位置插入。这一过程可以通过遍历现有数组完成，查找到第一个优先级更低的元素并在其前面插入新元素，从而保证队列的有序性。

class PriorityQueue {
  constructor() {
    this.items = [];
  }
  enqueue(element, priority) {
    let queueElement = { value: element, priority };
    let added = false;
    for (let i = 0; i < this.items.length; i++) {
      if (queueElement.priority < this.items[i].priority) {
        this.items.splice(i, 0, queueElement);
        added = true;
        break;
      }
    }
    if (!added) {
      this.items.push(queueElement);
    }
  }
  dequeue() {
    return this.items.shift();
  }
  // 其他辅助方法...
}

在前面的代码实例中，enqueue 方法接收两个参数，元素和其对应的优先级。我们遍历当前队列，找到第一个优先级比当前元素低的项，插入新元素到它之前。如果遍历结束都没有找到，说明当前元素优先级最低，添加到队列末尾。

二、循环队列的实现

队列空间的创建与初始化

循环队列需要一个固定的空间和两个指针，front 和 rear，分别指向队列的开始和结束。初始化这两个指针都为 0，表示一个空队列。

循环利用逻辑

循环队列的核心在于队列的端点指针可以绕回到数组的开始。因此，当 rear 指针增长到数组的末尾时，它会跳回到数组的开始。这可以使用模（%）运算符实现，即当指针+1等于数组的长度时，将指针重置为0。

class CircularQueue {
  constructor(size) {
    this.queue = new Array(size);
    this.maxSize = size;
    this.front = 0;
    this.rear = 0;
  }
  enqueue(element) {
    if ((this.rear + 1) % this.maxSize === this.front) {
      throw new Error('Queue is full');
    }
    this.queue[this.rear] = element;
    this.rear = (this.rear + 1) % this.maxSize;
  }
  dequeue() {
    if (this.isEmpty()) {
      throw new Error('Queue is empty');
    }
    const element = this.queue[this.front];
    this.front = (this.front + 1) % this.maxSize;
    return element;
  }
  isEmpty() {
    return this.rear === this.front;
  }
  // 其他辅助方法...
}