队列

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一、队列有什么特点，生活中有什么例子?

  1. 队列的特点。

    队列遵循（FIFO），先进先出原则的一组有序的项，队列在尾部添加新元素，并从顶部移除。

  2. 生活中的例子。

    安检机器，先进先出。

二、请实现一个队列，并实现以下方法：

  • enqueue(element)：向队列尾部添加一个新的项。
  • dequeue()：移除队列的第一项，并返回被移除的元素。
  • front()：返回队列中第一个元素 —— 最先被添加，也将是最先被移除的元素。队列不做任何变动 (不移除元素，只返回元素信息 —— 与 Stack 类的 peek 方法类似)。
  • tail()：返回队列中的最后一个元素，队列不做任何变动。
  • isEmpty()：如果栈没有任何元素就返回 true，否则返回 false。
  • size()：返回队列包含的的元素个数，与数组的 length 属性类似。
  • print()：打印队列中的元素。

提示：Web 端优先使用 ES6 以上的语法实现。

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let Queue = (function () {
    const item = new WeakMap();
    class Queue {
        constructor() {
            item.set(this, []);
        }
        enqueue(element) {
            item.get(this).push(element);
        }
        dequeue() {
            return item.get(this).shift();
        }
        front() {
            return item.get(this)[0];
        }
        tail() {
            const queue = item.get(this);
            return queue[queue.length - 1];
        }
        isEmpty() {
            return !item.get(this).length;
        }
        size() {
            return item.get(this).length;
        }
        print() {
            return item.get(this).toString();
        }
    }
    return Queue;
})()

三、使用队列计算斐波那契数列的第 n 项。

斐波那契数列（Fibonacci sequence），又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardoda Fibonacci）以兔子繁殖为例子而引入，故又称为“兔子数列”，指的是这样一个数列：

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1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233，377，610...

在数学上，斐波那契数列以如下被以递推的方法定义：F(1)=1，F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)（n>=3，n∈N*），即前两项固定为 1，后面的项为前两项之和，依次向后**。**在现代物理、准晶体结构、化学等领域，斐波纳契数列都有直接的应用。

使用示例如下：

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fibonacci(5); --> 5
fibonacci(9); --> 34
fibonacci(14); --> 377
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function fibonacci(n) {
    if (!/^[1-9]+[0-9]*$/.test(n)) throw new TypeError();
    let queue = new Queue();
    queue.enqueue(1);
    queue.enqueue(1);
    let index = 0;
    while (n - 2 > index) {
        index++;
        const front = queue.dequeue();
        const second = queue.front();
        const next = front + second;
        queue.enqueue(next);
    }
    console.log(queue.tail());
}

四、实现优先队列 PriorityQueue。

现实中优先队列的例子很多，比如机场登机的顺序，头等舱和商务舱乘客优先级高于经济舱乘客。又如在银行中办理业务时，VIP 客户的优先级高于普通客户。要实现一个优先队列，有两种方式：

  1. 设置优先级，然后在正确的位置添加元素。
  2. 用入列操作添加元素，然后按照优先级移除它们。

本题要求使用第一种方式来实现优先队列，数值越小优先级越高，若优先级相同时，先入队的元素，排在前面。

使用示例如下：

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let priorityQueue = new PriorityQueue();
priorityQueue.enqueue("Meiyzeng", 2);
priorityQueue.enqueue("Semlinker", 1);
priorityQueue.enqueue("Jgg", 1);
priorityQueue.print();
// Semlinker - 1
// Jgg - 1
// Meiyzeng - 2
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function PriorityQueueElement(element, priority) {
    this.element = element;
    this.priority = priority;
}

class PriorityQueue {
    constructor() {
        this.item = [];
    }
    enqueue(element, priority) {
        let priorityQueueElement = new PriorityQueueElement(element, priority);
        const len = this.item.length;
        let elementOnTheQueue = false;
        for (let i = 0; i < len; i++) {
            if (priorityQueueElement.priority < this.item[i].priority) {
                this.item.splice(i, 0, priorityQueueElement);
                elementOnTheQueue = true;
                break;
            }
        }
        if (!elementOnTheQueue) {
            this.item.push(priorityQueueElement);
        }
    }
    print() {
        for (let i = 0; i < this.item.length; i++) {
            console.log(`${this.item[i].element}-${this.item[i].priority}`);
        }
    }
}

五、用队列实现栈。

利用两个队列实现栈，栈的特点是后进先出，可以让元素入队 q1，留下队尾元素让其他元素出队，暂存到 q2 中，再让 q1 中剩下的元素出队，即最后进的最先出来。

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