Структурирование данных с помощью JavaScript Стек и очередь Javascript


Оглавление (нажмите, чтобы открыть):

Как реализовать стек и очередь в JavaScript?

Каков наилучший способ реализации стека и очереди в JavaScript?

Я ищу алгоритм шунтирования, и мне понадобятся эти структуры данных.

Javascript имеет методы push и pop, которые работают с обычными объектами массива Javascript.

Для очередей смотрите здесь:

Очереди могут быть реализованы в JavaScript, используя либо push, и методы сдвига или смещение и поп методы объекта массива. Несмотря на то что это простой способ реализации очереди, это очень неэффективно для большие очереди — потому что методы работать с массивами, сменой и методы смещения перемещают каждый элемент в массив каждый раз, когда они вызываются.

Queue.js — простая и эффективная реализация очереди для JavaScript, функция декомпрессии которой выполняется в режиме амортизированного постоянного времени. В результате для больших очередей это может быть значительно быстрее, чем использование массивов.

Если вы хотите создать свои собственные структуры данных, вы можете создать свои собственные:

Моя реализация Stack и Queue с помощью Linked List

Есть довольно много способов, с помощью которых вы можете реализовать стеки и очереди в Javascript. Большинство ответов, приведенных выше, являются довольно поверхностными реализациями, и я постараюсь реализовать что-то более читабельное (с использованием новых синтаксических функций es6) и надежное.

Вот реализация стека:

И вот как вы можете использовать стек:

Если вы хотите увидеть подробное описание этой реализации и того, как ее можно улучшить, вы можете прочитать здесь: https://jschap.com/data-structures-in-javascript-stack/

Вот код для реализации очереди в es6:

Вот как вы можете использовать эту реализацию:

Чтобы пройти полное руководство о том, как были реализованы эти структуры данных и как их можно улучшить, вы можете просмотреть серию «Игра со структурами данных в javascript» на сайте jschap.com. Здесь ссылки на очереди — https://jschap.com/playing-data-structures-javascript-queues/

Javascript array shift() работает медленно, особенно когда содержит много элементов. Я знаю два способа реализации очереди с амортизированной сложностью O (1).

Во-первых, используя круговой буфер и удвоение таблицы. Я реализовал это раньше. Вы можете увидеть мой исходный код здесь https://github.com/kevyuu/rapid-queue

Второй способ — использование двух стеков. Это код для очереди с двумя стеками

Это сравнение производительности с использованием jsPerf

CircularQueue.shift() против Array.shift()

Как вы можете видеть, это значительно быстрее с большим набором данных

Вы можете использовать свой собственный класс настройки, основанный на концепции, здесь фрагмент кода, который вы можете использовать, чтобы делать вещи

и для проверки используйте консоль и попробуйте эти строки одну за другой.

Или вы можете использовать два массива для реализации структуры данных очереди.

Если я поплю элементы теперь, то выход будет 3,2,1. Но мы хотим структуру FIFO, чтобы вы могли сделать следующее.

Вот довольно простая реализация очереди с двумя целями:

  • В отличие от array.shift(), вы знаете, что этот метод dequeue принимает постоянное время (O (1)).
  • Чтобы повысить скорость, этот подход использует гораздо меньше распределений, чем подход с привязкой.

Реализация стека разделяет только вторую цель.

Если вы понимаете стеки с функциями push() и pop(), то очередь — это просто сделать одну из этих операций в противоположном смысле. Oposite of push() — это unshift() и oposite of pop() es shift(). Тогда:

Вот связанная версия списка очереди, которая также включает в себя последний node, как предложено @perkins, и как это наиболее подходит.

Реализация стека тривиальна, как объяснено в других ответах.

Тем не менее, я не нашел удовлетворительных ответов в этом потоке для реализации очереди в javascript, поэтому я сделал свой собственный.

В этом потоке есть три типа решений:

  • Массивы — худшее решение, использующее array.shift() в большом массиве, очень неэффективно
  • Связанные списки — это O (1), но использование объекта для каждого элемента немного чрезмерно, особенно если их много, и они небольшие, например, сохранение чисел
  • Отложенные сдвиговые массивы. Он состоит из связывания индекса с массивом. Когда элемент отменяется, индекс перемещается вперед. Когда индекс достигает середины массива, массив разбивается на две части, чтобы удалить первую половину.

Отложенные массивы сдвигов являются наиболее удовлетворительным решением в моем сознании, но они все еще хранят все в одном большом смежном массиве, что может быть проблематичным, и приложение будет шататься, когда массив нарезается.

Я сделал реализацию, используя связанные списки небольших массивов (по 1000 элементов max каждый). Массивы ведут себя как отложенные массивы сдвигов, за исключением того, что они никогда не нарезаны: когда каждый элемент массива удаляется, массив просто отбрасывается.

Пакет на npm с базовой функциональностью FIFO, я просто нажал его недавно. Код разделен на две части.

Вот первая часть

И вот главный класс Queue :

Аннотации типа ( : X ) можно легко удалить, чтобы получить код JavaScript для ES6.

Стек JavaScript push/pop

В JavaScript нет стека, но есть массив, который можно использовать как стек. При этом, манипулируя методами массива JavaScript push/pop, можно иметь в своем распоряжении стек, массив и собственную организацию данных.

В первом приближении массивы — это привычная и популярная структура данных. Но работа с ними как со стеком придает им не предусмотренные синтаксисом языка возможности. Добавление/удаление посредством JavaScript push/pop в конец или unshift/shift в начало не только удобно, но и практично.

Использование методов

Массив можно пополнять новыми элементами при помощи метода push. Результатом этого метода будет новое количество элементов массива. Обратная процедура — метод pop не имеет параметров, но выдает в качестве результата последний элемент массива.

Как следует из синтаксиса и логики языка, массивы могут работать с данными любых типов.

JavaScript push object — нонсенс или прогресс?

Язык браузера не уступает своим более «свободным» коллегам в отношении объектно-ориентированного программирования, то есть так же дает возможность создавать объекты. При этом ключевого слова, обозначающего что-то, имеющее отношение к ООП, не имеет.

Вообще говоря, то, что есть в JavaScript, до сих пор не позволил себе иметь ни один «свободный» от браузера язык программирования. Самое оригинальное — создание объекта здесь — дело рук программиста, начиная с имени объекта.

Методы JavaScript pop&push при использовании объектов предоставляют программисту возможность создать многофункциональный объект в прямом значении этого слова.

Например, имея несколько взаимосвязанных, но различных страниц (объектов, никак не связанных между собой логикой диалога), можно реализовать движение по ним посетителя. Поместив в стек (массив) методом push объект начальной страницы (пришел посетитель), предоставить ему выбор дальнейших действий.

Следующий push разместит сверху объект страницы, которую выбрал посетитель. Откат pop вернет его обратно. Движение дальше — очередной push, и так будет сформирован диалог текущего посетителя. Это может как пригодиться разработчику в смысле опыта и статистики, так и обеспечить навигацию в текущем сеансе работы сайта.

Стек, массив и организация данных

Существует много задач, когда результат требует многовариантного выбора. Если для реализации выбрать комплект операторов if или case, получится большой, длинный и ветвистый «куст» условий.

В целом это не самое плохое решение, но когда потребуется что-то изменить, придется долго вспоминать, какое условие за каким следует, да и алгоритм получится неразборчивым, а самое неприятное, может стать источником трудно обнаруживаемых ошибок.

При помощи стека практически во всех случаях можно поступить проще.

Есть задача: нужно выбрать исполнителя из сотни доступных. Каждый исполнитель может делать что-то из трех позиций (от одной до трех в любом сочетании):

  • t — делать техническое обслуживание;
  • s — может полностью выполнять ремонтные работы;
  • i — имеет право делать гарантийный ремонт.

Чтобы быстро выбрать исполнителя для заказа с нужным видом (видами работ), можно сделать три операции JavaScript push и слить массив в одну строку.

Поиск по строке в строке всегда нагляднее, чем многочисленные условия. Это простой случай всего три на три варианта, но даже здесь будет много больше кода, чем в одном сравнении всего двух строк.

Рекурсия и стек

Вернёмся к функциям и изучим их более подробно.

Наша первая тема будет рекурсия.

Если вы не новичок в программировании, то, возможно, уже знакомы с рекурсией и можете пропустить эту главу.

Рекурсия – это приём программирования, полезный в ситуациях, когда задача может быть естественно разделена на несколько аналогичных, но более простых задач. Или когда задача может быть упрощена до несложных действий плюс простой вариант той же задачи. Или, как мы скоро увидим, для работы с определёнными структурами данных.

В процессе выполнения задачи в теле функции могут быть вызваны другие функции для выполнения подзадач. Частный случай подвызова – когда функция вызывает сама себя. Это как раз и называется рекурсией.

Два способа мышления

В качестве первого примера напишем функцию pow(x, n) , которая возводит x в натуральную степень n . Иначе говоря, умножает x на само себя n раз.

Рассмотрим два способа её реализации.

Итеративный способ: цикл for :

Рекурсивный способ: упрощение задачи и вызов функцией самой себя:

Обратите внимание, что рекурсивный вариант отличается принципиально.

Когда функция pow(x, n) вызывается, исполнение делится на две ветви:

  1. Если n == 1 , тогда всё просто. Эта ветвь называется базой рекурсии, потому что сразу же приводит к очевидному результату: pow(x, 1) равно x .
  2. Мы можем представить pow(x, n) в виде: x * pow(x, n — 1) . Что в математике записывается как: x n = x * x n-1 . Эта ветвь – шаг рекурсии: мы сводим задачу к более простому действию (умножение на x ) и более простой аналогичной задаче ( pow с меньшим n ). Последующие шаги упрощают задачу всё больше и больше, пока n не достигает 1 .

Говорят, что функция pow рекурсивно вызывает саму себя до n == 1 .

Например, рекурсивный вариант вычисления pow(2, 4) состоит из шагов:

  1. pow(2, 4) = 2 * pow(2, 3)
  2. pow(2, 3) = 2 * pow(2, 2)
  3. pow(2, 2) = 2 * pow(2, 1)
  4. pow(2, 1) = 2

Итак, рекурсию используют, когда вычисление функции можно свести к её более простому вызову, а его – к ещё более простому и так далее, пока значение не станет очевидно.

Рекурсивное решение задачи обычно короче, чем итеративное.

Используя условный оператор ? вместо if , мы можем переписать pow(x, n) , делая код функции более лаконичным, но всё ещё легко читаемым:

Общее количество вложенных вызовов (включая первый) называют глубиной рекурсии. В нашем случае она будет равна ровно n .

Максимальная глубина рекурсии ограничена движком JavaScript. Точно можно рассчитывать на 10000 вложенных вызовов, некоторые интерпретаторы допускают и больше, но для большинства из них 100000 вызовов – за пределами возможностей. Существуют автоматические оптимизации, помогающие избежать переполнения стека вызовов («оптимизация хвостовой рекурсии»), но они ещё не поддерживаются везде и работают только для простых случаев.

Это ограничивает применение рекурсии, но она всё равно широко распространена: для решения большого числа задач рекурсивный способ решения даёт более простой код, который легче поддерживать.

Контекст выполнения, стек

Теперь мы посмотрим, как работают рекурсивные вызовы. Для этого заглянем «под капот» функций.

Информация о процессе выполнения запущенной функции хранится в её контексте выполнения (execution context).

Контекст выполнения – специальная внутренняя структура данных, которая содержит информацию о вызове функции. Она включает в себя конкретное место в коде, на котором находится интерпретатор, локальные переменные функции, значение this (мы не используем его в данном примере) и прочую служебную информацию.

Один вызов функции имеет ровно один контекст выполнения, связанный с ним.

Когда функция производит вложенный вызов, происходит следующее:

  • Выполнение текущей функции приостанавливается.
  • Контекст выполнения, связанный с ней, запоминается в специальной структуре данных – стеке контекстов выполнения.
  • Выполняются вложенные вызовы, для каждого из которых создаётся свой контекст выполнения.
  • После их завершения старый контекст достаётся из стека, и выполнение внешней функции возобновляется с того места, где она была остановлена.

Разберёмся с контекстами более подробно на примере вызова функции pow(2, 3) .

pow(2, 3)

В начале вызова pow(2, 3) контекст выполнения будет хранить переменные: x = 2, n = 3 , выполнение находится на первой строке функции.

Можно схематически изобразить это так:

Это только начало выполнения функции. Условие n == 1 ложно, поэтому выполнение идёт во вторую ветку if :


Значения переменных те же самые, но выполнение функции перешло к другой строке, актуальный контекст:

Чтобы вычислить выражение x * pow(x, n — 1) , требуется произвести запуск pow с новыми аргументами pow(2, 2) .

pow(2, 2)

Для выполнения вложенного вызова JavaScript запоминает текущий контекст выполнения в стеке контекстов выполнения.

Здесь мы вызываем ту же функцию pow , однако это абсолютно неважно. Для любых функций процесс одинаков:

  1. Текущий контекст «запоминается» на вершине стека.
  2. Создаётся новый контекст для вложенного вызова.
  3. Когда выполнение вложенного вызова заканчивается – контекст предыдущего вызова восстанавливается, и выполнение соответствующей функции продолжается.

Вид контекста в начале выполнения вложенного вызова pow(2, 2) :

Новый контекст выполнения находится на вершине стека (и выделен жирным), а предыдущие запомненные контексты – под ним.

Когда выполнение подвызова закончится, можно будет легко вернуться назад, потому что контекст сохраняет как переменные, так и точное место кода, в котором он остановился. Слово «строка» на рисунках условно, на самом деле запоминается более точное место в цепочке команд.

pow(2, 1)

Процесс повторяется: производится новый вызов в строке 5 , теперь с аргументами x=2 , n=1 .

Создаётся новый контекст выполнения, предыдущий контекст добавляется в стек:

Теперь в стеке два старых контекста и один текущий для pow(2, 1) .

Выход

При выполнении pow(2, 1) , в отличие от предыдущих запусков, условие n == 1 истинно, поэтому выполняется первая ветка условия if :

Вложенных вызовов больше нет, поэтому функция завершается, возвращая 2 .

Мастер Йода рекомендует:  ТОП-8 инструментов для анализа данных в 2020 году

Когда функция заканчивается, контекст её выполнения больше не нужен, поэтому он удаляется из памяти, а из стека восстанавливается предыдущий:

Возобновляется обработка вызова pow(2, 2) . Имея результат pow(2, 1) , он может закончить свою работу x * pow(x, n — 1) , вернув 4 .

Восстанавливается контекст предыдущего вызова:

Самый внешний вызов заканчивает свою работу, его результат: pow(2, 3) = 8 .

Глубина рекурсии в данном случае составила 3.

Как видно из иллюстраций выше, глубина рекурсии равна максимальному числу контекстов, одновременно хранимых в стеке.

Обратим внимание на требования к памяти. Рекурсия приводит к хранению всех данных для неоконченных внешних вызовов в стеке, и в данном случае это приводит к тому, что возведение в степень n хранит в памяти n различных контекстов.

Реализация возведения в степень через цикл гораздо более экономна:

Итеративный вариант функции pow использует один контекст, в котором будут последовательно меняться значения i и result . При этом объём затрачиваемой памяти небольшой, фиксированный и не зависит от n .

Любая рекурсия может быть переделана в цикл. Как правило, вариант с циклом будет эффективнее.

Но переделка рекурсии в цикл может быть нетривиальной, особенно когда в функции в зависимости от условий используются различные рекурсивные подвызовы, результаты которых объединяются, или когда ветвление более сложное. Оптимизация может быть ненужной и совершенно не стоящей усилий.

Часто код с использованием рекурсии более короткий, лёгкий для понимания и поддержки. Оптимизация требуется не везде, как правило, нам важен хороший код, поэтому она и используется.

Рекурсивные обходы

Другим отличным применением рекурсии является рекурсивный обход.

Представьте, у нас есть компания. Структура персонала может быть представлена как объект:

Другими словами, в компании есть отделы.

Отдел может состоять из массива работников. Например, в отделе sales работают 2 сотрудника: Джон и Алиса.

Или отдел может быть разделён на подотделы, например, отдел development состоит из подотделов: sites и internals . В каждом подотделе есть свой персонал.

Также возможно, что при росте подотдела он делится на подразделения (или команды).

Например, подотдел sites в будущем может быть разделён на команды siteA и siteB . И потенциально они могут быть разделены ещё. Этого нет на картинке, просто нужно иметь это в виду.

Теперь, допустим, нам нужна функция для получения суммы всех зарплат. Как мы можем это сделать?

Итеративный подход не прост, потому что структура довольно сложная. Первая идея заключается в том, чтобы сделать цикл for поверх объекта company с вложенным циклом над отделами 1-го уровня вложенности. Но затем нам нужно больше вложенных циклов для итераций над сотрудниками отделов второго уровня, таких как sites … А затем ещё один цикл по отделам 3-го уровня, которые могут появиться в будущем? Если мы поместим в код 3-4 вложенных цикла для обхода одного объекта, то это будет довольно некрасиво.

Давайте попробуем рекурсию.

Как мы видим, когда наша функция получает отдел для подсчёта суммы зарплат, есть два возможных случая:

  1. Либо это «простой» отдел с массивом – тогда мы сможем суммировать зарплаты в простом цикле.
  2. Или это объект с N подотделами – тогда мы можем сделать N рекурсивных вызовов, чтобы получить сумму для каждого из подотделов, и объединить результаты.

Случай (1), когда мы получили массив, является базой рекурсии, тривиальным случаем.

Случай (2), при получении объекта, является шагом рекурсии. Сложная задача разделяется на подзадачи для подотделов. Они могут, в свою очередь, снова разделиться на подотделы, но рано или поздно это разделение закончится, и решение сведётся к случаю (1).

Как реализовать стек и очередь в JavaScript? — javascript

Каков наилучший способ реализации стека и очереди в JavaScript?

Я ищу алгоритм шунтирования, и мне понадобятся эти структуры данных.

    17 23
  • 11 окт 2020 2020-10-11 02:28:44
  • KingNestor

23 ответа

Создайте пару классов, которые предоставляют различные методы, которые имеют каждая из этих структур данных (push, pop, peek и т.д.). Теперь реализуем методы. Если вы знакомы с концепциями, стоящими за стеком/очередью, это должно быть довольно просто. Вы можете реализовать стек с массивом и очередь со связанным списком, хотя, конечно, есть и другие способы. Javascript сделает это легко, потому что он слабо типизирован, поэтому вам даже не нужно беспокоиться о типичных типах, которые вам нужно будет делать, если бы вы реализовали его на Java или С#.

  • 11 окт 2020 2020-10-11 02:28:50
  • echo

вы можете использовать WeakMaps для реализации частной собственности в классе ES6 и преимуществ свойств и методов String на языке JavaScript, как показано ниже:

  • 11 окт 2020 2020-10-11 02:28:50
  • Salar

Мне кажется, что встроенный массив отлично подходит для стека. Если вы хотите, чтобы Queue в TypeScript здесь была реализацией

И вот тест Jest для него

Надеюсь, что кто-то найдет это полезным,

  • 11 окт 2020 2020-10-11 02:28:49
  • Stuart Clark

Вот моя реализация стеков.

  • 11 окт 2020 2020-10-11 02:28:49
  • Hitesh Joshi

Реализация стека тривиальна, как объяснено в других ответах.

Тем не менее, я не нашел удовлетворительных ответов в этом потоке для реализации очереди в javascript, поэтому я сделал свой собственный.

В этом потоке есть три типа решений:

  • Массивы — худшее решение, использующее array.shift() в большом массиве, очень неэффективно
  • Связанные списки — это O (1), но использование объекта для каждого элемента немного чрезмерно, особенно если их много, и они небольшие, например, сохранение чисел
  • Отложенные сдвиговые массивы. Он состоит из связывания индекса с массивом. Когда элемент отменяется, индекс перемещается вперед. Когда индекс достигает середины массива, массив разбивается на две части, чтобы удалить первую половину.

Отложенные массивы сдвигов являются наиболее удовлетворительным решением в моем сознании, но они все еще хранят все в одном большом смежном массиве, что может быть проблематичным, и приложение будет шататься, когда массив нарезается.

Я сделал реализацию, используя связанные списки небольших массивов (по 1000 элементов max каждый). Массивы ведут себя как отложенные массивы сдвигов, за исключением того, что они никогда не нарезаны: когда каждый элемент массива удаляется, массив просто отбрасывается.

Пакет на npm с базовой функциональностью FIFO, я просто нажал его недавно. Код разделен на две части.

Вот первая часть

И вот главный класс Queue :

Аннотации типа ( : X ) можно легко удалить, чтобы получить код JavaScript для ES6.

  • 11 окт 2020 2020-10-11 02:28:49
  • coyotte508

В Javascript реализация стеков и очередей выглядит следующим образом:

Стек: стек — это контейнер объектов, которые вставляются и удаляются в соответствии с принципом «последний пришел — первым вышел» (LIFO).

  • Push: Метод добавляет один или несколько элементов в конец массива и возвращает новую длину массива.
  • Pop: Метод удаляет последний элемент из массива и возвращает этот элемент.

Очередь: очередь — это контейнер объектов (линейная коллекция), которые вставляются и удаляются в соответствии с принципом «первым пришел — первым обслужен» (FIFO).

Unshift: метод добавляет один или несколько элементов в начало массива.

Shift: метод удаляет первый элемент из массива.

JavaScript движки: как они вообще работают? От стека вызовов до Promise, что вам нужно знать

Вы когда-нибудь задумывались, как браузеры читают и запускают код JavaScript? Это кажется волшебным, но вы можете получить подсказку о том, что происходит под капотом.

Давайте начнем наше погружение в язык, представив замечательный мир движков JavaScript.

Откройте консоль браузера в Chrome и посмотрите на вкладку «Источники». Вы увидите несколько блоков, один из наиболее интересных с именем Call Stack (в Firefox вы можете увидеть Call Stack после вставки точки останова в код):

Что такое стек вызовов? Похоже, что происходит много всего, даже для запуска пары строк кода. JavaScript на самом деле не поставляется из коробки с каждым веб-браузером.

Существует большой компонент, который компилирует и интерпретирует наш код JavaScript: это механизм JavaScript. Наиболее популярными механизмами JavaScript являются V8, используемые Google Chrome и Node.js, SpiderMonkey для Firefox и JavaScriptCore, используемые Safari / WebKit.


Сегодня движки JavaScript — это блестящие разработки, и было бы невозможно охватить каждый их аспект. Но в каждом движке есть небольшие детали, которые делают за нас тяжелую работу.

Одним из таких компонентов является стек вызовов, который наряду с глобальным запоминающим устройством и контекстом выполнения позволяет запускать наш код. Готов встретиться с ними?

Движки JavaScript и глобальная память

Я сказал, что JavaScript является одновременно и компилируемым, и интерпретируемым языком. Хотите верьте, хотите нет, но движки JavaScript на самом деле компилируют ваш код всего за микросекунды перед его выполнением.

Это звучит волшебно, верно? Эта магия называется JIT (Just in time compilation). Это большая тема сама по себе, даже книги было бы недостаточно, чтобы описать, как работает JIT. Но сейчас мы можем просто пропустить теорию, лежащую в основе компиляции, и сосредоточиться на фазе выполнения, что, не менее, интересно.

Для начала рассмотрим следующий код:

Если бы я спросил вас, как вышеуказанный код обрабатывается в браузере? Что можно ответить? Вы можете сказать «браузер читает код» или «браузер выполняет код».

В реальности все намного сложнее. Во-первых, это не браузер, который читает этот фрагмент кода, а движок. Движок JavaScript читает код и, как только он встречает первую строку, он помещает пару ссылок в глобальную память .

Глобальная память (также называемая Heap) является областью, в которой движок JavaScript сохраняет переменные и объявления функций. Итак, вернемся к нашему примеру, когда движок читает приведенный выше код, глобальная память заполняется двумя привязками:

Даже если в примере есть только переменная и функция, учтите, что ваш код JavaScript работает в более широкой среде: в браузере или в Node.js. В этих средах есть много предопределенных функций и переменных, называемых глобальными. Глобальная память будет хранить гораздо больше, чем просто числа. Просто запомни это.

На данный момент ничего не выполняется, но что если мы попытаемся запустить нашу функцию следующим образом:

Что в этом случае произойдет? Теперь все становится намного интересней. Когда вызывается функция, механизм JavaScript освобождает место для еще двух блоков:

  • глобальный контекст исполнения
  • Стек вызовов

Давайте посмотрим, что они из себя представляют.

Глобальный контекст выполнения и стек вызовов

Вы узнали, как движок JavaScript читает переменные и объявления функций, которые в конечном итоге попадают в глобальной памяти (Heap).

Но теперь мы выполнили функцию JavaScript, и движок должен позаботиться об этом. Как? В каждом механизме JavaScript есть фундаментальный компонент, который называется Call Stack .

Call Stack представляет собой структуру данных стека: это означает , что элементы могут входить с вершины, но они не могут оставить, если есть какой — то элемент над ними. Функции JavaScript в точности такие.

После выполнения они не могут покинуть стек вызовов, если какая-либо другая функция остается застрявшей. Обратите на это внимание, потому что эта концепция полезна для понимания предложения “JavaScript является однопоточным”.

Но пока давайте вернемся к нашему примеру. Когда функция вызывается, механизм помещает эту функцию в стек вызовов:

Мне нравится думать о стеке вызовов как о кучке Pringles. Мы не можем съесть чипс на дне кучи, не съев сначала все наверху! К счастью, наша функция синхронна: это простое умножение, и оно рассчитывается быстро.

В то же время механизм выделяет также глобальный контекст выполнения , который является глобальной средой, в которой выполняется наш код JavaScript. Вот как это выглядит:

Представьте себе глобальный контекст выполнения как море, в котором глобальные функции JavaScript плавают как рыбы. Как мило! Но это только половина истории. Что если в нашей функции есть несколько вложенных переменных или одна или несколько внутренних функций?

Даже в простом варианте, подобном следующему, движок JavaScript создает локальный контекст выполнения:

Обратите внимание, что я добавил переменную с именем fixed внутри функции pow. В этом случае локальный контекст выполнения будет содержать поле для фиксированного удержания.

Я не очень хорошо рисую маленькие крошечные коробки внутри других крошечных коробок! На данный момент, вы должны использовать свое воображение.

Локальный контекст выполнения появится рядом с power, внутри более зеленого поля, содержащегося в глобальном контексте выполнения. Можно также представить, что для каждой вложенной функции механизм создает больше локальных контекстов выполнения. Эти коробки могут пойти так далеко! Как матрешка!

А как насчет того, чтобы вернуться к этой однопоточной истории? Что это значит?

JavaScript однопоточный и другие забавные истории

Мы говорим, что JavaScript является однопоточным, потому что есть один стек вызовов, обрабатывающий наши функции. То есть функции не могут покинуть стек вызовов, если есть другие функции, ожидающие выполнения.

Это не проблема при работе с синхронным кодом. Например, сумма между двумя числами является синхронной и выполняется в микросекундах. Но как насчет сетевых вызовов и других взаимодействий с внешним миром?

К счастью, движки JavaScript по умолчанию спроектированы как асинхронные. Даже если они могут выполнять по одной функции за раз, есть способ для более медленной функции быть выполненной внешней сущностью: в нашем случае, браузером. Мы рассмотрим эту тему позже.

Тем временем вы узнали, что когда браузер загружает некоторый код JavaScript, движок читает его построчно и выполняет следующие шаги:

  • заполняет глобальную память (Heap)переменными и объявлениями функций
  • помещает каждый вызов функции в стек вызовов
  • создает глобальный контекст выполнения, в котором выполняются глобальные функции
  • создает множество крошечных локальных контекстов выполнения (если есть внутренние переменные или вложенные функции)

Теперь у вас должна быть большая картина синхронной механики в основе каждого движка JavaScript . В следующих разделах вы увидите, как асинхронный код работает в JavaScript и почему он работает именно так.

Асинхронный JavaScript, стек вызовов и цикл событий

Глобальная память, контекст выполнения и стек вызовов объясняют, как в нашем браузере выполняется синхронный код JavaScript. И все же мы что-то упускаем. Что происходит, когда выполняется какая-то асинхронная функция?

Под асинхронной функцией я подразумеваю каждое взаимодействие с внешним миром, которое может занять некоторое время. Вызов REST API или вызов таймера являются асинхронными, потому что для их запуска может потребоваться несколько секунд. Благодаря элементам, имеющимся у нас в движке, теперь есть способ обрабатывать такого рода функции без блокировки стека вызовов и, следовательно, браузера.

Помните, что стек вызовов может выполнять одну функцию за раз, и даже одна блокирующая функция может в буквальном смысле заморозить браузер. К счастью, движки JavaScript умны и с небольшой помощью браузера могут разобраться.

Когда мы запускаем асинхронную функцию, браузер берет эту функцию и запускает ее для нас. Рассмотрим таймер, подобный следующему:

Я уверен, что вы видели setTimeout сотни раз, но вы можете не знать, что это не встроенная функция JavaScript. То есть, когда родился JavaScript, в язык не был встроен setTimeout.

Мастер Йода рекомендует:  Линус Торвальдс рассказал, почему предпочитает архитектуру x86, а не ARM

На самом деле setTimeout является частью так называемых браузерных API, набора удобных инструментов, которые браузер предоставляет нам бесплатно. Как мило! Что это означает на практике? Поскольку setTimeout является API-интерфейсом браузера, эта функция выполняется браузером напрямую (она на мгновение появляется в стеке вызовов, но мгновенно удаляется).

Затем через 10 секунд браузер берет функцию обратного вызова, которую мы передали, и перемещает ее обратно в очередь обратного вызова. На данный момент у нас есть еще два блока внутри нашего движка JavaScript. Если мы рассмотрим следующий код:

Мы можем завершить нашу иллюстрацию следующим образом:

Как вы можете видеть, setTimeout работает в контексте браузера. Через 10 секунд срабатывает таймер, и функция callback готова к работе. Но сначала она должна пройти через Callback Queue. Callback Queue — это структура данных очереди, и, как следует из ее названия, это упорядоченная очередь функций.

Каждая асинхронная функция должна пройти через очередь обратного вызова до того, как она будет помещена в стек вызовов. Но кто продвигает эту функцию вперед? Есть еще один компонент с именем Event Loop.

В цикле событий есть только одно задание: он должен проверить, пуст ли стек вызовов. Если в очереди обратного вызова есть какая-либо функция и если стек вызовов свободен, то пришло время поместить обратный вызов в стек вызовов.

После завершения функция выполняется. Это общая картина движка JavaScript для обработки асинхронного и синхронного кода:

Представьте, что callback() готов к выполнению. Когда pow() завершает работу, стек вызовов пуст, а цикл обработки событий вводит функцию callback(). Вот и все! Даже если я немного упрощаю вещи, если вы понимаете иллюстрацию выше, тогда вы готовы понимать весь JavaScript.

Помните: API браузера, Callback Queue и Event Loop являются опорами асинхронного JavaScript.

Держись, потому что мы не закончили с асинхронным JavaScript. В следующих разделах мы подробнее рассмотрим ES6 Promise.

Обратный вызов ада и ES6 Promise

callback функции везде в JavaScript. Они используются как для синхронного, так и для асинхронного кода. Рассмотрим метод карты, например:

mapper — это функция обратного вызова, переданная map. Приведенный выше код является синхронным. Но рассмотрим вместо этого интервал:

Этот код является асинхронным, но, как вы можете видеть, мы передаем обратный вызов runMeEvery внутри setInterval. Обратные вызовы распространены в JavaScript, так что в течение многих лет возникала проблема: ад обратного вызова.

Ад обратного вызова в JavaScript относится к «стилю» программирования, где обратные вызовы вложены в обратные вызовы, которые вложены… в другие обратные вызовы. Из-за асинхронной природы JavaScript программисты попали в эту ловушку на долгие годы.

Честно говоря, я никогда не сталкиваюсь с экстремальными пирамидами обратного вызова, возможно, потому, что я ценю читаемый код и всегда стараюсь придерживаться этого принципа. Если вы попали в ад обратного вызова, это признак того, что ваша функция делает слишком много.

Я не буду рассказывать об аде обратного вызова, если вам интересно, есть веб-сайт callbackhell.com, который более подробно исследует проблему и предлагает некоторые решения. На чем мы хотим сейчас сосредоточиться — так это ES6 Promises. ES6 Promises — это дополнение к языку JavaScript, целью которого является решение ужасного ада обратного вызова. Но что такое Promise?

Promise JavaScript (или далее обещания) — это представление будущего события. Обещание может закончиться успехом: на жаргоне мы говорим, что оно выполнено (resolved). Но если обещание выдает ошибку, мы говорим, что оно отклонено (rejected). Обещания также имеют состояние по умолчанию: каждое новое обещание начинается в состоянии ожидания (pending). Можно создать собственное обещание? Да. Давайте посмотрим, как в следующем разделе.

Создание и работа с JavaScript Promise

Для создания нового Promise вы вызываете конструктор Promise, передавая в него функцию обратного вызова. Функция обратного вызова может принимать два параметра: resolve и reject. Давайте создадим новое обещание, которое разрешится через 5 секунд (вы можете попробовать примеры в консоли браузера):

Как видите, resolve — это функция, которую мы вызываем для успешного выполнения обещания. reject, с другой стороны, позволяет отклонить обещание:

Обратите внимание, что в первом примере вы можете опустить reject, потому что это второй параметр. Но если вы собираетесь использовать reject, вы не можете опустить resolve. Другими словами, следующий код не будет работать и в конечном итоге приведет к выполнению обещания:

Обещания не выглядят такими полезными, не правда ли? Эти примеры ничего не печатают для пользователя. Давайте добавим некоторые данные. Как resolve, так и reject могут возвращать данные. Вот пример:

Но все же мы не можем увидеть никаких данных. Для извлечения данных из Promise вам нужно связать метод с именем then. Требуется обратный вызов (ирония!), который получает фактические данные:

Как разработчик JavaScript и потребитель чужого кода, вы будете в основном взаимодействовать с Promises извне. Вместо этого создатели библиотек с большей вероятностью оборачивают устаревший код внутри конструктора Promise следующим образом:

А в случае необходимости мы также можем создать и разрешить Promise на месте, вызвав Promise.resolve():

Таким образом, повторение обещания JavaScript — это закладка для события, происходящего в будущем. Событие начинается в состоянии ожидания и может быть либо успешно (resolved), либо завершиться неудачно (rejected). Promise может возвращать данные, и эти данные можно извлечь, подключив then или catch к обещанию. В следующем разделе мы увидим, как бороться с ошибками, возникающими в Promise.

Обработка ошибок в ES6 Promises

Обработка ошибок в JavaScript всегда была простой, по крайней мере для синхронного кода. Рассмотрим следующий пример:

Вывод будет таким:

Ошибка попала в блок catch, как и ожидалось. Теперь давайте попробуем с асинхронной функцией:

Приведенный выше код является асинхронным из-за setTimeout. Что произойдет, если мы запустим его?

На этот раз вывод отличается. Ошибка не прошла через блок catch. Она смогла свободно распространяться в стеке.

Это потому, что try / catch работает только с синхронным кодом. Если вам интересно , проблема объясняется в деталях тут Обработка ошибок в Node.js .

К счастью, в Promises есть способ обрабатывать асинхронные ошибки, как если бы они были синхронными. Если вы помните из предыдущего раздела, вызов reject — это то, что делает отклоненное обещание:

В приведенном выше случае мы можем обработать ошибку с помощью обработчика catch, снова приняв обратный вызов:

И мы также можем вызвать Promise.reject() для создания и отклонения Promise на месте:

Напомним, что обработчик then запускается, когда обещание выполнено, а обработчик catch выполняется для отклоненных обещаний. Но это не конец истории. Позже мы увидим, как async / await прекрасно работает с try / catch.

Комбинаторы ES6 Promises: Promise.all, Promise.allSettled, Promise.any и Promise.race

Обещания не предназначены для одиночества. API Promise предлагает множество методов для объединения Promises. Одним из наиболее полезных является Promise.all, который принимает массив Обещаний и возвращает одно Обещание. Проблема в том, что Promise.all отклоняется, если любое из Promise в массиве отклоняется.

Promise.race разрешает или отклоняет, как только одно из Promise в массиве будет установлено. Он все еще отклоняется, если одно из Обещания возвращает reject.

В новых версиях V8 также будут реализованы два новых комбинатора: Promise.allSettled и Promise.any. Promise.any все еще находится на ранних стадиях предложения: на момент написания этой статьи его еще не было.

Но теория заключается в том, что Promise.any может сигнализировать, выполнено ли какое-либо из обещаний. Отличие от Promise.race состоит в том, что Promise.any не отклоняется, даже если одно из обещаний отклонено.

В любом случае, наиболее интересным из них является Promise.allSettled. Он по-прежнему принимает массив Обещаний, но не замыкает накоротко, если одно из Обещаний отклоняется. Это полезно, когда вы хотите проверить, исчерпан ли массив Обещаний, независимо от возможного отклонения. Думайте об этом как об альтернативе Promise.all.

ES6 Promises и очередь микрозадач

Если вы помните из предыдущих разделов, каждая функция асинхронного обратного вызова в JavaScript попадает в очередь обратного вызова, а затем помещается в стек вызовов. Но функция обратного вызова, переданная в Promise, имеет другую судьбу: они обрабатываются очередью Microtask , а не Callback Queue.

И есть одна интересная особенность, о которой вы должны знать: очередь микрозадач имеет приоритет над очередью обратных вызовов . Обратные вызовы из очереди Microtask имеют приоритет, когда цикл обработки событий проверяет, есть ли какой-либо новый обратный вызов, готовый быть помещенным в стек вызовов.

Механика более подробно представлена ​​Джейком Арчибальдом в « Задачах, микрозадачах, очередях и расписаниях» , это фантастическое чтение.

Асинхронная эволюция: от Promise к async / await

JavaScript движется быстро, и каждый год мы постоянно улучшаем язык. Promise казались точкой прибытия, но с ECMAScript 2020 (ES8) появился новый синтаксис: async / await.

async / await — это просто стилистическое улучшение, которое мы называем синтаксическим сахаром. async / await не изменяет JavaScript любым способом (помните, JavaScript должен быть обратно совместим со старым браузером и не должен нарушать существующий код)

Это просто новый способ написания асинхронного кода на основе Promise. Давайте сделаем пример. Ранее мы сохраняли Promise с соответствующим then:

Теперь с помощью async / await мы можем обрабатывать асинхронный код способом, который выглядит синхронно с точки зрения читателя. Вместо использования мы можем обернуть Promise внутри функции, помеченной как async, и затем ожидать результата:

Имеет смысл правильно? Самое смешное, что асинхронная функция всегда возвращает Promise, и никто не мешает вам сделать это:

А как насчет ошибок? Одним из благ, предлагаемых async / await, является возможность использовать try / catch. (Вот введение в обработку ошибок в асинхронных функциях и как их тестировать). Давайте снова посмотрим на Promise, где для обработки ошибок мы используем обработчик catch:

С помощью асинхронных функций мы можем выполнить рефакторинг следующего кода:

Не все еще продаются в этом стиле, хотя. try / catch может сделать ваш код читаемым и при использовании try / catch есть еще одна странность, на которую следует обратить внимание. Рассмотрим следующий код, вызывающий ошибку внутри блока try:

Какая из двух строк выводится на консоль? Помните, что try / catch является синхронной конструкцией, но наша асинхронная функция создает Promise. Они путешествуют по двум разным путям, как два поезда.

Но они никогда не встретятся! То есть ошибка, вызванная throw, никогда не вызовет обработчик getData() catch. Запуск приведенного выше кода приведет к «Catch me if you can», а затем «I will run no matter what!».

В реальном мире мы не хотим, чтобы throw вызывал обработчик then. Одним из возможных решений является возврат Promise.reject() из функции:


Теперь ошибка будет обработана, как и ожидалось:

Кроме того, async / await кажется лучшим способом структурирования асинхронного кода в JavaScript. Мы лучше контролируем обработку ошибок, и код выглядит чище.

В любом случае, я не советую рефакторинг всего вашего кода JavaScript в async / await. Это выбор, который нужно обсудить с командой. Но если вы работаете в одиночку, используете ли вы простые Promise или async / await, это вопрос личных предпочтений.

В завершение

JavaScript является языком сценариев для Интернета, и его особенностью является то, что он сначала компилируется, а затем интерпретируется движком. Среди самых популярных движков JavaScript — V8 , используемый Google Chrome и Node.js, SpiderMonkey, созданный для веб-браузера Firefox, и JavaScriptCore, используемый Safari.

У движков JavaScript много движущихся частей: стек вызовов, глобальная память, цикл обработки событий, очередь вызовов. Все эти части работают вместе в идеальной настройке для обработки синхронного и асинхронного кода в JavaScript.

Механизмы JavaScript являются однопоточными, это означает, что для выполнения функций существует один стек вызовов. Это ограничение лежит в основе асинхронной природы JavaScript: все операции, требующие времени, должны выполняться внешней сущностью (например, браузером) или функцией обратного вызова.

Для упрощения асинхронного кодового потока ECMAScript 2015 принес нам Promise. Обещание является асинхронным объектом и используется для представления либо отказа, либо успеха любой асинхронной операции. Но улучшения не остановились на этом. В 2020 году родился async / await: это стилистическая составляющая для Promises, позволяющая писать асинхронный код, как если бы он был синхронным.

Как реализовать стек и очередь в JavaScript?

Каков наилучший способ реализации стека и очереди в JavaScript?

Я ищу алгоритм шунтирования и мне понадобятся эти структуры данных.

23 ответов

Javascript имеет методы push и pop, которые работают с обычными объектами массива Javascript.

Для очередей смотрите здесь:

Очереди могут быть реализованы в JavaScript, используя либо толчок и методы сдвига или unshift и поп методы объекта массива. Хотя это простой способ реализовать очереди, это очень неэффективно для большие очереди — потому что методы работать с массивами, сдвигом и unshift методы перемещают каждый элемент в массив каждый раз, когда они вызываются.

Очередь. js — это простая и эффективная реализация очереди для JavaScript, чья функция удаления работает за амортизированное постоянное время. В результате для больших очередей это может быть значительно быстрее, чем при использовании массивов.

Если вы хотите создать свои собственные структуры данных, вы можете создать свою собственную:

Моя реализация Stack и Queue с использованием Linked List

How do you implement a Stack and a Queue in JavaScript?

What is the best way to implement a Stack and a Queue in JavaScript?

I’m looking to do the shunting-yard algorithm and I’m going to need these data-structures.

23 Answers 23

Javascript has push and pop methods, which operate on ordinary Javascript array objects.

For queues, look here:

Queues can be implemented in JavaScript using either the push and shift methods or unshift and pop methods of the array object. Although this is a simple way to implement queues, it is very inefficient for large queues — because the methods operate on arrays, the shift and unshift methods move every element in the array each time they are called.

Queue.js is a simple and efficient queue implementation for JavaScript whose dequeue function runs in amortised constant time. As a result, for larger queues it can be significantly faster than using arrays.

If you wanted to make your own data structures, you could build your own:

My implementation of Stack and Queue using Linked List

Javascript array shift() is slow especially when holding many elements. I know two ways to implement queue with amortized O(1) complexity.

First is by using circular buffer and table doubling. I have implemented this before. You can see my source code here https://github.com/kevyuu/rapid-queue

Мастер Йода рекомендует:  ТОП-13 крутых идей веб-проектов для прокачки навыков

The second way is by using two stack. This is the code for queue with two stack

This is performance comparison using jsPerf

CircularQueue.shift() vs Array.shift()

As you can see it is significantly faster with large dataset

There are quite a few ways in which you can implement Stacks and Queues in Javascript. Most of the answers above are quite shallow implementations and I would try to implement something more readable (using new syntax features of es6) and robust.

Here’s the stack implementation:

And this is how you can use the stack :

If you would like to see the detailed description about this implementation and how it can be further improved, you can read here : https://jschap.com/data-structures-in-javascript-stack/

Here’s the code for queue implementation in es6 :

Here’s how you can use this implementation:

To go through the complete tutorial of how these data structures have been implemented and how can these further be improved, you may want to go through the ‘Playing with data structures in javascript’ series at jschap.com . Here’s the links for queues — https://jschap.com/playing-data-structures-javascript-queues/

You can use your own customize class based on the concept, here the code snippet which you can use to do the stuff

and to check this use your console and try these line one by one.

Or else you can use two arrays to implement queue data structure.

If I pop the elements now then the output will be 3,2,1. But we want FIFO structure so you can do the following.

Here is a fairly simple queue implementation with two aims:

  • Unlike array.shift(), you know this dequeue method takes constant time (O(1)).
  • To improve speed, this approach uses many fewer allocations than the linked-list approach.

The stack implementation shares the second aim only.

If you understand stacks with push() and pop() functions, then queue is just to make one of these operations in the oposite sense. Oposite of push() is unshift() and oposite of pop() es shift(). Then:

Here is the linked list version of a queue that also includes the last node, as suggested by @perkins and as is most appropriate.

The stack implementation is trivial as explained in the other answers.

However, I didn’t find any satisfactory answers in this thread for implementing a queue in javascript, so I made my own.

There are three types of solutions in this thread:

  • Arrays — The worst solution, using array.shift() on a large array is very inefficient
  • Linked lists — It’s O(1) but using an object for each element is a bit excessive, especially if there are a lot of them and they are small, like storing numbers
  • Delayed shift arrays — It consists of associating an index with the array. When an element is dequeued, the index moves forward. When the index reaches the middle of the array, the array is sliced in two to remove the first half.

Delayed shift arrays are the most satisfactory solution in my mind, but they still store everything in one large contiguous array which can be problematic, and the application will stagger when the array is sliced.

I made an implementation using a linked lists of small arrays (1000 elements max each). The arrays behave like delayed shift arrays, except they are never sliced: when every element in the array is removed, the array is simply discarded.

The package is on npm with basic FIFO functionnality, I just pushed it recently. The code is split in two parts.

Here is the first part

And here is the main Queue class:

Type annotations ( : X ) can easily be removed to obtain ES6 javascript code.

Стек вызовов и очередь событий

Чтобы просмотреть это видео, включите JavaScript и используйте веб-браузер, который поддерживает видео в формате HTML5

JavaScript, часть 2: прототипы и асинхронность

Half Faded Star

Этот курс продолжает обучение тех, кто уже изучил основы JavaScript. На очереди не самые простые вещи: прототипы, конструкторы, асинхронный код, Node.js и DOM. По окончании обучения вы будете уметь программировать на JavaScript. Авторы курса — разработчики из Яндекса.

Рецензии

Half Faded Star

Преподаватели

Конев Антон

Сергей Жигалов

Чистяков Денис

Текст видео

Привет. На этой неделе я расскажу вам о том, как устроен асинхронный код на языке JavaScript. Все примеры, которые мы вам показывали в наших лекциях ранее, были написаны в синхронном стиле, то есть если у нас было описано несколько функций, и мы вызывали их одну за другой, то мы всегда знали, какую строчку кода исполняет интерпретатор. Все было достаточно просто и понятно. С асинхронным кодом все немного сложнее. Для того, чтобы понять, как работает асинхронный код, давайте рассмотрим две новые структуры: стек вызовов и очередь событий. Стек вызовов — это структура данных, которой оперирует интерпретатор. Как только мы начинаем исполнять наш код, интерпретатор складывает в стек вызовов анонимную функцию. Как только выполнение нашего кода заканчивается, анонимная функция выталкивается из стека. Если при выполнении нашего кода встречается вызов другой функции, то интерпретатор складывает эту функцию в стек вызовов. В нашем случае при выполнении анонимной функции мы встретили вызов функции toCheerUp. Соответственно, мы положили ее в стек вызовов и начали ее интерпретировать. В функции toCheerUp мы встречаем вызов другой функции — prepareCoffee. Соответственно, мы складываем эту функцию в стек вызовов и идем ее интерпретировать. В функции prepareCoffee мы вызываем функцию toStove, которая в свою очередь выводит на консоль некоторую строку. Как только интерпретация этой функции заканчивается, функция пропадает из стека, и мы возвращаемся к предыдущей функции, в нашем случае — к функции prepareCoffee. Вместе с вызовом функции toStove заканчивается и вызов функции prepareCoffee. Значит, и она тоже достается из стека. Аналогичным образом мы поступаем с двумя оставшимися функциями. Они пропадают из стека, и выполнение нашего кода заканчивается. Вы уже неоднократно могли сталкиваться со стеком вызовов, когда допускали неконтролируемые исключения. Давайте рассмотрим следующий пример. Перепишем функцию toStove таким образом, чтобы она выбрасывала исключение при помощи метода throw. Таким образом, если мы дойдем по стеку вызовов до функции toStove, и она выбросит исключение, то в консоли мы увидим следующую ошибку: мы не можем поставить кофе на плиту, потому что нет электричества, и увидим стек вызовов, где ошибка произошла. Еще одна структура данных, которая понадобится нам для понимания работы асинхронности в JavaScript — это очередь событий. Как только интерпретатор начинает исполнять наш код, он складывает анонимную функцию не сразу в стек вызовов, а для начала помещает ее в очередь событий. Далее работа очереди и стека согласуются следующим образом: как только стек вызовов пустеет, он достает первую функцию из очереди событий. В нашем случае это анонимная функция. То есть она как бы перекладывается из очереди событий в стек вызовов. Далее мы начинаем интерпретировать код, который написан в анонимной функции. Встречаем вызов функции toCheerUp, она вызывает функцию prepareCoffee, она вызывает функцию toStove и т.д. Мы складываем функции в стек вызовов, как только функции завершаются, мы достаем их из стека вызовов. Как только стек опустел, наша программа снова обращается к очереди событий, и если там есть новая функция, то она перекладывает ее в стек вызовов и начинает ее исполнять. В нашем случае в очереди событий ничего нет, значит, наша программа завершится. Таким образом работает цикл событий. В стек вызовов функция может попадать из очереди событий или если мы вызываем код внутри нашей функции. А в очередь событий функция попадает не только когда мы начинаем выполнять наш код. Есть еще несколько способов записать функцию в очередь событий, и их мы рассмотрим в следующих видео.

Стек реализация JavaScript

Не могу найти ошибку в коде, а завтра надо сдать.
заранее спасибо за помощь

Javascript
Комментарий модератора
Код javascript оформляем с помощью тега [JS]!
10.12.2020, 13:32

Реализация дерева на JavaScript
Подскажите где можно подсмотреть реализацию или скачать готовый код дерева на JavaScript

JavaScript реализация всплывающего окна
Здравствуйте. нужна помощь есть всплывающее окно Само окно .closed.

Качественная реализация RC4 на javascript
1. подскажите ссылочку на качественную реализацию RC4 на javascript ? требование — чтобы работала.

Реализация мини игры в JavaScript
По нажатию кнопки старт объект совершает движение, на пути его движения встречаются препятствия.

Реализация алгоритма RLE в JavaScript
Здравствуйте! Помогите пожалуйста реализовать алгоритм RLE. Необходимы 2 метода: компрессии и.

Как работает JavaScript: обзор движка, среды выполнения и стека вызовов

JavaScript становится все более популярным, и команды используют его на разных уровнях своего стека — интерфейсные, серверные, гибридные приложения, встроенные устройства и многое другое.

Этот пост предназначен для того, чтобы глубже изучить JavaScript и его работу: зная строительные блоки JavaScript и их взаимодействие друг с другом, вы сможете писать код лучше. В следующих статьях мы также поделимся некоторыми практическими правилами, которые мы используем при разработке SessionStack- легкого JavaScript-приложения, которое должно быть надежным и высокопроизводительным, чтобы оставаться конкурентоспособным.

Как видно из статистики GitHut, JavaScript находится на вершине с точки зрения активных репозиториев и Total Pushes в GitHub. Он не сильно отстает и в других категориях.

Так как проекты все больше зависят от JavaScript, то разработчикам необходимо хорошо понимать внутрненнее устройство и возможности экосистемы для создания хорошего программного обеспечения.

Как оказалось, многие разработчики ежедневно используют JavaScript, но не знают, что происходит под капотом.

Обзор

Почти все уже слышали о V8 Engine как о концепции, и большинство людей знают, что JavaScript является однопоточным или использует колбек очередь.

В этом посте мы подробно рассмотрим все эти концепции и объясним, как на самом деле работает JavaScript. Зная эти детали, вы сможете писать лучшие, не блокирующие приложения, которые должным образом используют предоставленные API.

Если вы новичок в JavaScript, этот пост поможет вам понять, почему JavaScript такой «странный» по сравнению с другими языками.

Если же вы опытный разработчик JavaScript, здесь вы найдете свежую информацию о том, как на самом деле работает JavaScript Runtime, который вы используете каждый день.

Движок JavaScript

Популярным примером движка JavaScript является движок Google V8. Например, V8 используется внутри Chrome и Node.js. Вот очень упрощенное представление о том, как он выглядит:

Механизм состоит из двух основных компонентов:

  • Memory Heap — здесь происходит выделение памяти;
  • Call Stack — именно там находятся кадры стека при выполнении кода.

The Runtime

Практически каждый разработчик JavaScript использует браузерные API (например, «setTimeout»). Однако, эти API не предоставляются движком.

Оказывается, реальность немного сложнее.

Итак, у нас есть движок, но на самом деле гораздо больше — такие вещи, как веб-API, которые предоставляются браузерами: DOM, AJAX, setTimeout и многие другие.

А еще, у нас есть популярный event loop и колбек очередь (callback queue).

Стек вызовов

JavaScript — это однопоточный язык программирования, что означает, что он имеет один стек вызовов. Поэтому он может делать одну вещь за раз.

Стек вызовов — это структура данных, которая в основном записывает, где мы находимся в программе. Если мы переходим в функцию, мы помещаем ее на вершину стека. Если мы возвращаемся из функции, мы выскочим из верхней части стека. Это все, что может делать стек.

Вот пример. Взгляните на следующий код:

Когда движок начнет выполнять этот код, стек вызовов будет пуст. После этого шаги будут следующими:

Каждая запись в стеке вызовов называется кадром стека (Stack Frame).

И именно так строится стека трейс, когда генерируется исключение — в основном это состояние стека вызовов, в момент когда оно произошло. Взгляните на следующий код:

Если этот код выполняется в Chrome (при условии, что этот код находится в файле с именем foo.js), будет выведен такой стек трейс:

« Blowing the stack » — происходит, когда вы достигаете максимального размера стека вызовов. Это может произойти довольно легко, например, при использовании рекурсии без тщательного тестирования кода. Посмотрите на пример:

Движок начинает выполнение кода с вызова функции «foo». Однако, эта функция, является рекурсивной и начинает вызывать себя без каких-либо условий завершения. Таким образом, на каждом этапе выполнения, одна и та же функция снова и снова добавляется в стек вызовов. Это выглядит примерно так:

В какой-то момент, количество вызовов функций в стеке вызовов превышает фактический размер стека вызовов, и браузер решает предпринять действия, выдавая ошибку, которая может выглядеть примерно так:

Выполнение кода в одном потоке может быть довольно простым, поскольку вам не нужно иметь дело со сложными сценариями, возникающими в многопоточных средах, например, с дедлоками.

Но работа с одним потоком также довольно ограничена. Поскольку в JavaScript есть один стек вызовов, что же произойдет, когда мы запустим медленные задачи?

Параллелизм и Event Loop

Что происходит, когда в стеке вызовов у вас есть вызовы функций, которые занимают огромное количество времени для обработки? Например, представьте, что вы хотите выполнить сложное преобразование изображений с помощью JavaScript в браузере.

А почему это вообще проблема? Проблема в том, что, несмотря на то, что в стеке вызовов есть функции для выполнения, браузер на самом деле больше ничего не может делать — он блокируется- браузер не может рендерить, не может выполнять любой другой код. Он просто завис. И это проблема для UI, и не единственная. Как только ваш браузер начинает обрабатывать много задач в стеке вызовов, он может перестать отвечать на запросы в течение довольно длительного времени. Большинство браузеров вызывают ошибку, спрашивая вас, хотите ли вы закрыть веб-страницу.

Сейчас это не лучший UX, не так ли?

Итак, как же выполнить тяжелый код, не блокируя пользовательский интерфейс и не заставляя браузер виснуть? Решение — асинхронные колбеки.

Если вам трудно воспроизводить и понимать проблемы в своих JavaScript приложениях, взгляните на SessionStack. SessionStack записывает все в ваших веб-приложениях: все изменения DOM, взаимодействия с пользователем, исключения JavaScript, трассировки стека, неудачные сетевые запросы и сообщения отладки.

Присоединяйтесь к нашим каналам FrontEndDev и Web Stack в Telegram, чтобы не пропустить самое интересное из мира веб-разработки!

Добавить комментарий