数组常用方法：push, pop, shift, unshift —— 堆栈与队列操作
开场白
大家好，欢迎来到今天的编程讲座！今天我们要聊一聊 JavaScript 中数组的四个常用方法：push, pop, shift, 和 unshift。这四个方法不仅简单易用，而且在处理堆栈（Stack）和队列（Queue）时非常有用。如果你还不熟悉这些概念，别担心，我会用轻松诙谐的方式带你一步步了解它们。
什么是堆栈和队列？
在计算机科学中，堆栈和队列是两种常见的数据结构。它们就像现实生活中的“排队”和“叠盘子”。
-
堆栈（Stack）：想象一下你正在餐厅里叠盘子。每次你只能从最上面的盘子开始取，或者把新的盘子放在最上面。这就是“后进先出”（LIFO, Last In First Out）的原则。
-
队列（Queue）：再想象一下你在超市排队结账。第一个进来的人会第一个离开，后面的人依次跟进。这就是“先进先出”（FIFO, First In First Out）的原则。
好了，现在我们已经明白了这两个概念，接下来让我们看看如何用 JavaScript 的数组来实现它们！
1. push 和 pop —— 堆栈操作
push：往堆栈顶部添加元素
push 方法用于将一个或多个元素添加到数组的末尾。它会返回数组的新长度。
代码示例：
let stack = [1, 2, 3];
stack.push(4); // 添加元素 4
console.log(stack); // 输出: [1, 2, 3, 4]你可以一次添加多个元素：
stack.push(5, 6); // 同时添加 5 和 6
console.log(stack); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]pop：从堆栈顶部移除元素
pop 方法用于从数组的末尾移除最后一个元素，并返回该元素。如果数组为空，它会返回 undefined。
代码示例：
let stack = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
let lastElement = stack.pop(); // 移除并返回 6
console.log(lastElement); // 输出: 6
console.log(stack); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5]堆栈的操作总结
| 操作 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
| 添加元素 | push() |
将元素添加到数组末尾 |
| 移除元素 | pop() |
从数组末尾移除元素 |
2. shift 和 unshift —— 队列操作
unshift：往队列头部添加元素
unshift 方法用于将一个或多个元素添加到数组的开头。它会返回数组的新长度。
代码示例：
let queue = [1, 2, 3];
queue.unshift(0); // 添加元素 0
console.log(queue); // 输出: [0, 1, 2, 3]你也可以一次添加多个元素：
queue.unshift(-1, -2); // 同时添加 -1 和 -2
console.log(queue); // 输出: [-1, -2, 0, 1, 2, 3]shift：从队列头部移除元素
shift 方法用于从数组的开头移除第一个元素，并返回该元素。如果数组为空，它会返回 undefined。
代码示例：
let queue = [1, 2, 3, 4, 5];
let firstElement = queue.shift(); // 移除并返回 1
console.log(firstElement); // 输出: 1
console.log(queue); // 输出: [2, 3, 4, 5]队列的操作总结
| 操作 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
| 添加元素 | unshift() |
将元素添加到数组开头 |
| 移除元素 | shift() |
从数组开头移除元素 |
3. 实战演练：模拟堆栈和队列
模拟堆栈
我们可以用 push 和 pop 来模拟一个简单的堆栈。假设我们有一个任务列表，每次完成一个任务时，我们就从堆栈中移除它。
let taskStack = ['写代码', '调试', '提交代码'];
// 添加新任务
taskStack.push('审查代码');
console.log(taskStack); // 输出: ['写代码', '调试', '提交代码', '审查代码']
// 完成任务并移除
let completedTask = taskStack.pop();
console.log(`完成了任务: ${completedTask}`); // 输出: 完成了任务: 审查代码
console.log(taskStack); // 输出: ['写代码', '调试', '提交代码']模拟队列
我们也可以用 unshift 和 shift 来模拟一个简单的队列。假设我们有一个等待处理的请求队列，每次处理完一个请求时，我们就从队列中移除它。
let requestQueue = ['请求1', '请求2', '请求3'];
// 添加新请求
requestQueue.unshift('请求0');
console.log(requestQueue); // 输出: ['请求0', '请求1', '请求2', '请求3']
// 处理请求并移除
let processedRequest = requestQueue.shift();
console.log(`处理了请求: ${processedRequest}`); // 输出: 处理了请求: 请求0
console.log(requestQueue); // 输出: ['请求1', '请求2', '请求3']4. 性能考虑
虽然 push 和 pop 是常数时间复杂度 O(1)，但 unshift 和 shift 的时间复杂度是 O(n)，因为它们需要移动数组中的所有元素。因此，在处理大量数据时，使用 unshift 和 shift 可能会导致性能问题。
如果你需要频繁地在数组的开头进行插入或删除操作，建议考虑使用其他数据结构，比如双向链表（Doubly Linked List），它可以在 O(1) 时间内完成这些操作。
5. 总结
今天我们学习了 JavaScript 数组的四个常用方法：push, pop, shift, 和 unshift。通过这些方法，我们可以轻松地实现堆栈和队列的操作。记住：
- 堆栈：使用
push和pop，遵循“后进先出”的原则。 - 队列：使用
unshift和shift，遵循“先进先出”的原则。
希望这篇文章对你有所帮助！如果你有任何问题或想法，欢迎在评论区留言。下次见！ 😊
引用文献
- MDN Web Docs: "Array.prototype.push()"
- MDN Web Docs: "Array.prototype.pop()"
- MDN Web Docs: "Array.prototype.shift()"
- MDN Web Docs: "Array.prototype.unshift()"
