JavaScriptで優先度付きキューを実装する

JavaScriptで優先度付きキューを実装する

2021-08-0116 min read

目次

  1. 概要
  2. 優先度付きキューについて
  3. ソース
  4. 利用してみる
  5. おまけ
  6. 参考

概要

JavaScriptで優先度付きキュー (プライオリティキュー) を実装する

優先度付きキューについて

具体的には次のような機能があります。

  • キューに対して要素を優先度付きで追加 (push)
  • 最も高い優先度を持つ要素をキューから取り除きそれを返す (pop)

ソース

/**
 * 優先度付きキュー
 */
class PriorityQueue {
  /**
   * コンストラクタ
   */
  constructor() {
    this.heap = []
  }
  /**
   * キューに値を追加する
   * 
   * @param x 
   */
  push(x) {
    const a = this.heap;
    for (var i = a.length, j; i; i = j) {
      j = i - 1 >> 1
      if (a[j] <= x) {
        break
      }
      a[i] = a[j]
    }
    a[i] = x
  }
  /**
   * キューから値を取り出す
   * 
   * @returns 
   */
  pop() {
    const a = this.heap
    const r = a[0]
    const x = a.pop()
    const k = a.length >> 1;
    for (var i = 0, j; i < k; i = j) {
      j = (i << 1) + 1
      if (a[j + 1] < a[j]) {
        j++
      }
      if (x <= a[j]) {
        break
      }
      a[i] = a[j]
    }
    if (a.length) {
      a[i] = x
    }
    return r
  }
  /**
   * サイズを取得
   * 
   * @returns 長さ
   */
  size() {
    return this.heap.length
  }
  /**
   * 最も高い優先度を持つ要素を取り除くことなく参照する
   * 
   * @returns 
   */
  top() {
    return this.heap[0]
  }
}

利用してみる

実際にキューにデータを格納し値の取り出しを実施します。

昇順で取り出し

const pq = new PriorityQueue()
const data = [7,2,1,4,8,9,6,5,3]
data.map(e => pq.push(e))

console.log(pq.heap)
// 1,3,2,4,8,9,6,7,5


while (pq.size() !== 0) {
    console.log(pq.pop())
}
// 1
// 2
// 3
// 4
// 5
// 6
// 7
// 8
// 9

降順で取り出し

負の数にすることで高順で値を取得できます。

※ただし、対象のデータが全て正の数である時

const pq = new PriorityQueue()

const data = [7,2,1,4,8,9,6,5,3]
data.map(e => pq.push(e * -1))

console.log(pq.heap)
// -9,-7,-8,-5,-4,-1,-6,-2,-3


while (pq.size() !== 0) {
    console.log(pq.pop() * -1)
}
// 9
// 8
// 7
// 6
// 5
// 4
// 3
// 2
// 1

おまけ

typescriptバージョン

/**
 * 優先度付きキュー
 */
class PriorityQueue {
  private heap :number[] = [];
  /**
   * キューに値を追加する
   *
   * @param x
   */
  push(x) {
    const a = this.heap;
    let i = a.length
    for (let j; i; i = j) {
      j = (i - 1) >> 1;
      if (a[j] <= x) {
        break;
      }
      a[i] = a[j];
    }
    a[i] = x;
  }
  /**
   * キューから値を取り出す
   *
   * @returns
   */
  pop(): number {
    const a = this.heap;
    const r = a[0];
    const x = a.pop();
    const k = a.length >> 1;
    let i = 0
    for (let j; i < k; i = j) {
      j = (i << 1) + 1;
      if (a[j + 1] < a[j]) {
        j++;
      }
      if (x <= a[j]) {
        break;
      }
      a[i] = a[j];
    }
    if (a.length) {
      a[i] = x;
    }
    return r;
  }
  /**
   * サイズを取得
   *
   * @returns 長さ
   */
  size(): number {
    return this.heap.length;
  }
  /**
   * 最も高い優先度を持つ要素を取り除くことなく参照する
   *
   * @returns
   */
  top(): number {
    return this.heap[0];
  }
}

参考

優先度付きキュー(PriorityQueue)っぽいものをJSで実装する

FastPriorityQueue.js : a fast, heap-based priority queue in JavaScript

Recommends
JavaScriptで優先度付きキューを実装する
2021-08-01
javascript
typescript
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
next_permutationをJSで実装する
2021-07-22
javascript
typescript
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
javascriptで累積和を解く
2022-02-27
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A0%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
atcoder
JSで動的計画法を利用して部分和問題を解く
2022-02-20
javascript
typescript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
10進数から2進数 2進数から10進数への変換 JavaScript
2020-07-12
javascript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
JavaScriptの配列ショートハンド (AtCoder用)
2020-07-05
javascript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
JavaScriptでワーシャルフロイド法を実装
2020-06-21
javascript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
JavaScriptによる2分探索(バイナリサーチ) のサンプルコード
2020-05-24
javascript
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
JavaScriptで幅優先探索 (bfs) を実装する
2020-01-13
javascript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
順列・組み合わせ のサンプルコード JS [permutation] [combina...
2019-06-30
javascript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
JavaScript で bit全探索
2019-06-10
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
atcoder
深さ優先探索アルゴリズムを実装 部分和問題を解く
2018-12-25
javascript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
複数キーでソートするサンプルコード JavaScript
2018-11-05
javascript
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
[NestJS]少し大きな規模のRESTfull APIを構築するディレクトリ構成を考えて...
2022-09-04
nestjs
typescript
%E3%82%A2%E3%83%BC%E3%82%AD%E3%83%86%E3%82%AF%E3%83%81%E3%83%A3
Fisher-Yates shuffleで配列シャッフル [js/ts/php]
2022-06-19
javascript
node.js
typescript
New Posts
[JS]Intl.DateTimeFormatで和暦と西暦を変換
2022-08-18
javascript
[NestJS]少し大きな規模のRESTfull APIを構築するディレクトリ構成を考えて...
2022-09-04
nestjs
typescript
%E3%82%A2%E3%83%BC%E3%82%AD%E3%83%86%E3%82%AF%E3%83%81%E3%83%A3
Prisma MySQL でUTC以外の任意のタイムゾーンを利用するのが難しい件
2022-08-08
prisma
typescript
mysql
Prisma TypeScript MySQLなプロジェクトの構築
2022-08-08
prisma
typescript
mysql
Prisma TypeScript SQLiteなプロジェクトの構築
2022-08-06
prisma
typescript
sqlite
[AWS]Lambda vs Fargate. APIを実装する場合に思うこと
2022-07-30
amazon%20aws
amazon%20ecs
%E9%9B%91%E8%AB%87
macOSにzigをインストールしてHello World!する
2022-07-18
zig
mac
[AWS CDK] Cognito の OIDC プロバイダに Auth0 を設定
2022-07-03
auth0
amazon%20aws
aws%20cdk
Amazon S3 でライフサイクルポリシーを設定する
2022-06-19
amazon%20aws
amazon%20s3
AWS Certified Developer Associate に合格した
2022-06-19
amazon%20aws
%E8%B3%87%E6%A0%BC%E8%A9%A6%E9%A8%93
Fisher-Yates shuffleで配列シャッフル [js/ts/php]
2022-06-19
javascript
node.js
typescript
JavaScriptでUTF-16コードを文字列に変換
2022-06-18
javascript
node.js
[JS]乱数でランダムな整数を生成する
2022-06-18
javascript
node.js
[JS]BigIntでMathが使えない件
2022-06-12
javascript
node.js
atcoder
AWS SAPに合格しました
2022-06-11
amazon%20aws
%E8%B3%87%E6%A0%BC%E8%A9%A6%E9%A8%93
Hot posts!
Proxy環境下でcurlを実行する
2019-12-07
linux
curl
OpenCVのMatのタイプ一覧表
2018-11-25
%E7%94%BB%E5%83%8F%E5%87%A6%E7%90%86
opencv
Macでも利用できるDBクライアント MySQL PostgreSQL Oracle など
2019-12-21
linux
%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%B9
mysql
TablePlusを使ってみる。シンプルでモダンなSQLクライアントツール
2018-09-30
%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%B9
DBクライアントツールはDBeaverをおすすめしたい
2021-03-08
oracle
mysql
sqlite
AWS S3のアクセスキーIDとシークレットアクセスキーの取得 作業用ユーザを作成
2019-06-12
amazon%20aws
linux
amazon%20s3
AtCoderで初めて色がつくまでの話(茶色) レートが中々上がらなかった原因
2018-11-25
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0
%E9%9B%91%E8%AB%87
CentOS8でEPELとPowerToolsリポジトリの有効化
2020-11-30
centos
red%20hat
EPEL
Macでターミナルからポートスキャンを行う方法。
2018-12-09
linux
mac
apple
Python + OpenCVのfillConvexPolyで複雑なポリゴンを描画する
2018-11-27
python
%E7%94%BB%E5%83%8F%E5%87%A6%E7%90%86
opencv
Date
▶︎
2022 年 (39)
▶︎
2021 年 (40)
▶︎
2020 年 (30)
▶︎
2019 年 (90)
▶︎
2018 年 (89)
▶︎
2017 年 (1)
Tags
javascript(98)
amazon%20aws(47)
linux(47)
node.js(38)
%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0(36)
%E7%94%BB%E5%83%8F%E5%87%A6%E7%90%86(30)
html5(29)
typescript(28)
php(24)
centos(24)
python(22)
%E7%AB%B6%E6%8A%80%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0(21)
mysql(19)
mac(19)
canvas(18)
opencv(17)
%E9%9B%91%E8%AB%87(16)
wordpress(15)
atcoder(14)
docker(14)
apache(12)
%E6%A9%9F%E6%A2%B0%E5%AD%A6%E7%BF%92(12)
%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%B9(12)
amazon%20s3(12)
red%20hat(12)
ubuntu(11)
github(10)
git(10)
vue.js(10)
%E7%94%BB%E5%83%8F%E5%87%A6%E7%90%86100%E6%9C%AC%E3%83%8E%E3%83%83%E3%82%AF(10)
mariadb(10)
aws%20cdk(9)
css3(8)
%E5%8F%AF%E8%A6%96%E5%8C%96(8)
%E5%B0%8F%E3%83%8D%E3%82%BF(8)
amazon%20lightsail(7)
react(7)
%E3%83%96%E3%83%AD%E3%82%B0(6)
cms(6)
oracle(6)
perl(6)
gitlab(6)
next.js(6)
iam(5)
amazon%20ec2(5)
%E8%B3%87%E6%A0%BC%E8%A9%A6%E9%A8%93(5)
aws%20amplify(5)
curl(4)
webassembly(4)
ssh(4)
Author
s-yoshiki
s-yoshiki
githubzenntwitterqiita
ただの備忘録です。
JavaScript/TypeScript/node.js/React/AWS/OpenCV
※このブログの内容は個人の見解であり、所属する組織等の見解ではありません。