javascript实现双端队列

下面是详细讲解 JavaScript 实现双端队列的完整攻略，包含以下内容：

1. 双端队列的介绍
2. 实现双端队列的方法
3. 示例说明

1. 双端队列的介绍

双端队列是一种特殊的队列，它允许从两端进行数据的插入和删除操作。与普通队列相比，双端队列拥有更加丰富的操作，可以满足更多的需求。

2. 实现双端队列的方法

实现双端队列的方法有多种，其中最常见的方法是使用数组来实现。下面是使用数组实现双端队列的代码：

class Deque {
  constructor() {
    this.items = [];
  }

  // 从队头添加元素
  addFront(element) {
    this.items.unshift(element);
  }

  // 从队尾添加元素
  addBack(element) {
    this.items.push(element);
  }

  // 从队头删除元素
  removeFront() {
    return this.items.shift();
  }

  // 从队尾删除元素
  removeBack() {
    return this.items.pop();
  }

  // 返回队头元素
  peekFront() {
    return this.items[0];
  }

  // 返回队尾元素
  peekBack() {
    return this.items[this.items.length - 1];
  }

  // 返回队列中元素的个数
  size() {
    return this.items.length;
  }

  // 判断队列是否为空
  isEmpty() {
    return this.items.length === 0;
  }
}

在上面的代码中，我们使用了数组来存储双端队列的元素，并通过数组的 push 和 unshift 方法来实现从队尾和队头添加元素的操作，同时也使用 shift 和 pop 方法来实现从队头和队尾删除元素的操作。同时，我们也定义了 peekFront、peekBack、size 和 isEmpty 方法来获取队头元素、队尾元素、队列中元素的个数以及判断队列是否为空的功能。

3. 示例说明

下面是两个使用双端队列的示例说明：

3.1 示例一

如果我们需要解决以下问题：给定一个字符串，请判断它是否是回文字符串。例如，“racecar”就是一个回文字符串。

那么，我们就可以使用双端队列来实现这个问题。具体步骤如下：

1. 将字符串中的字符一个个添加到双端队列中；
2. 分别从队头和队尾取出字符比较，如果不相等，则字符串不是回文字符串；反之，则继续比较；
3. 队列中没有元素或者只有一个元素时，则字符串是回文字符串。

下面是代码示例：

function isPalindrome(str) {
  const deque = new Deque();
  for (let i = 0; i < str.length; i++) {
    deque.addBack(str[i]);
  }
  while (deque.size() > 1) {
    const front = deque.removeFront();
    const back = deque.removeBack();
    if (front !== back) {
      return false;
    }
  }
  return true;
}

console.log(isPalindrome("racecar")); // true
console.log(isPalindrome("hello")); // false

3.2 示例二

如果我们需要解决以下问题：实现一个字串滑动窗口的算法。

那么，我们同样可以使用双端队列来实现这个问题。具体步骤如下：

1. 将窗口的左边界固定在队头，窗口的右边界移动时，依次从队尾添加新的元素，当队列的长度大于窗口大小时，从队头删除最旧的元素；
2. 维护队列中的元素，找到满足条件的子串。

下面是代码示例：

function maxSubarray(nums, k) {
  const deque = new Deque();
  const result = [];
  for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
    if (!deque.isEmpty() && deque.peekFront() <= i - k) {
      deque.removeFront();
    }
    while (!deque.isEmpty() && nums[deque.peekBack()] < nums[i]) {
      deque.removeBack();
    }
    deque.addBack(i);
    if (i >= k - 1) {
      result.push(nums[deque.peekFront()]);
    }
  }
  return result;
}

console.log(maxSubarray([1,3,-1,-3,5,3,6,7], 3)); // [3, 3, 5, 5, 6, 7]

在上面的代码中，我们实现了一个算法，用来找到一个长度为 k 的滑动窗口中的最大元素。具体实现方法就是使用双端队列来维护窗口中的元素，找到窗口中的最大值，最后将所有的最大值放到一个数组中返回。