链表实现队列

// queue-with-list 
// 数组是连续存储：push很快，shift很慢
// 链表是非连续存储，add和delete都很快，但是查找慢
// 结论： 链表实现队列更快

// 数据结构的选择，要比算法优化更重要
// 要有时间复杂度的敏感性，比如：length不能遍历查找，要单独存储
interface IListNode {
    value: number
    next: IListNode | null
}

export class MyQueue {
    private head: IListNode | null = null
    private tail: IListNode | null = null
    private len = 0

    /**
     * 入队，在 tail 位置
     * @param n number
     */
    add(n: number) {
        const newNode: IListNode = {
            value: n,
            next: null,
        }

        // 处理 head
        if (this.head == null) {
            this.head = newNode
        }

        // 处理 tail
        const tailNode = this.tail
        if (tailNode) {
            tailNode.next = newNode
        }
        this.tail = newNode

        // 记录长度
        this.len++
    }

    /**
     * 出队，在 head 位置
     */
    delete(): number | null {
        const headNode = this.head
        if (headNode == null) return null
        if (this.len <= 0) return null

        // 取值
        const value = headNode.value

        // 处理 head
        this.head = headNode.next

        // 记录长度
        this.len--

        return value
    }

    get length(): number {
        // length 要单独存储，不能遍历链表来获取（否则时间复杂度太高 O(n)）
        return this.len
    }
}

// // 功能测试
// const q = new MyQueue()
// q.add(100)
// q.add(200)
// q.add(300)
// console.info('length1', q.length)
// console.log(q.delete())
// console.info('length2', q.length)
// console.log(q.delete())
// console.info('length3', q.length)
// console.log(q.delete())
// console.info('length4', q.length)
// console.log(q.delete())
// console.info('length5', q.length)

// // 性能测试
// const q1 = new MyQueue()
// console.time('queue with list')
// for (let i = 0; i < 10 * 10000; i++) {
//     q1.add(i)
// }
// for (let i = 0; i < 10 * 10000; i++) {
//     q1.delete()
// }
// console.timeEnd('queue with list') // 17ms

// const q2 = []
// console.time('queue with array')
// for (let i = 0; i < 10 * 10000; i++) {
//     q2.push(i) // 入队
// }
// for (let i = 0; i < 10 * 10000; i++) {
//     q2.shift() // 出队
// }
// console.timeEnd('queue with array') // 431ms

 

单测

/**
 * @description 链表实现队列 test
 * 
 */

import { MyQueue } from './queue-with-list'

describe('链表实现队列', () => {
    it('add and length', () => {
        const q = new MyQueue()
        expect(q.length).toBe(0)

        q.add(100)
        q.add(200)
        q.add(300)
        expect(q.length).toBe(3)
    })
    it('delete', () => {
        const q = new MyQueue()
        expect(q.delete()).toBeNull()

        q.add(100)
        q.add(200)
        q.add(300)
        expect(q.delete()).toBe(100)
        expect(q.delete()).toBe(200)
        expect(q.delete()).toBe(300)
        expect(q.delete()).toBeNull()
    })
})