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学习JavaScript数据结构与算法(二):链表
阅读量:7063 次
发布时间:2019-06-28

本文共 7037 字,大约阅读时间需要 23 分钟。

本系列的第一篇文章:

第二篇文章:
第三篇文章:
第四篇文章:

链表简介

链表是一种常见的数据结构,也属于线性表,但不会按线性的顺序来储存数据。而是在每一个节点中,储存了下一个节点的指针。可以看图理解。(有C语言基础的可能比较好理解)。

使用链表结构可以克服数组需要预先知道数据大小的缺点(C语言的数组需要预先定义长度),链表结构可以充分利用计算机内存空间,实现灵活的内存动态管理。

接下来就是介绍两种常见的链表: 单向链表,双向链表在JavaScript中的实现。

单向链表

链表中最简单的形式就是单向链表,链表中的节点都包含两个部分,第一部分储存着自身信息,第二部分则储存有指向下一节点的指针。最后一个节点则指向NULL,如图所示:

单向链表图示2

JavaScipt中单向链表的实现

首先,创建一个构造函数。

/** * 单向链表构造函数 */function LinkedList() {  /**   * 单向链表中节点的构造函数   * @param {Any} element 要传入链表的节点   */  var Node = function(element) {    this.element = element;    //下个节点的地址    this.next = null;  }  //单向链表的长度  var length = 0;  //单向链表的头结点,初始化为NULL  var head = null;}

不难看出,单向链表构造函数比栈与队列要复杂许多。

单向链表需要有如下的方法:

  • append(element): 添加元素到链表尾部

  • insert(position,element): 向单向链表中某个位置插入元素

  • indexOf(element): 寻找某个元素在单向链表中的位置

  • remove(element): 移除给定的元素

  • removeAt(position): 移除单向链表中某个位置的元素

  • getHead(): 获取单向链表的头部

  • isAmpty(): 检查单向链表是否为空,为空则返回true

  • toString(): 将链表所有内容以字符串输出

  • size(): 返回单向链表长度

append方法:

说明: 向单向链表尾部添加元素。

实现:

/** * 向单向链表尾部添加元素 * @param  {Any} element 要加入链表的节点 */this.append = function(element) {  var node = new Node(element);  var current;  if (head == null) {    head = node;  } else {    // 当前项等于链表头部元素.    // while循环到最后一个,从而将该节点加入链表尾部。    current = head;    // 当next为null时,判定为false。退出循环。    while (current.next) {      current = current.next;    }    current.next = node;  }  length++;};

insert方法:

说明: 向单向链表中某个位置插入元素。

实现:

/** * 向单向链表中插入某个元素 * @param  {Number} position 要插入的位置 * @param  {Any} element  要插入的元素 * @return {Boolean}          插入成功返回true,失败返回false */this.insert = function(position, element) {  if (position >= 0 && position <= length) {    var node = new Node(element);    var current = head;    var previous;    var index = 0;    if (position == 0) {      node.next = current;      head = node;    } else {      while (index++ < position) {        previous = current;        current = current.next;      }      previous.next = node;      node.next = current;    }    length++;    return true;  } else {    return false;  }};

indexOf方法:

说明:寻找某个元素在单向链表中的位置。

实现:

/** * 寻找某个元素在单向链表中的位置 * @param  {Any} element 要寻找的元素 * @return {Number}         返回值>=0则代表找到相应位置 */this.indexOf = function(element) {  var current = head;  var index = -1;  while (current) {    if (element === current.element) {      return index;    }    index++;    current = current.next;  }  return -1;};

remove方法:

说明: 移除给定的元素。

实现:

/** * 移除给定的元素 * @param  {Any} element 要移除的元素 * @return {Number}         返回值>=0表示移除成功 */this.remove = function(element) {  var index = this.indexOf(element);  return this.removeAt(index);};

removeAt方法:

说明:移除单向链表中某个位置的元素。

实现:

/** * 移除单向链表中某一个元素 * @param  {Number} position 要移除元素的位置 * @return {Any}          移除成功返回被移除的元素,不成功则返回NULL */this.removeAt = function(position) {  if (position > -1 && position < length) {    var current = head;    var previous;    var index = 0;    if (position == 0) {      // 因为之前head指向第一个元素,现在把head修改为指向第二个元素。      // 核心概念在于链表前后全靠指针链接,而非数组一般。      // 所以只需要改变head的元素。      head = current.next;    } else {      while (index++ < position) {        // previous指要操作元素位置之前的那个元素,current表示之后的那个元素。        previous = current;        current = current.next;      }      previous.next = current.next;    }    length--;    return current.element;  } else {    return null;  }};

getHead方法:

说明:获取单向链表的头部。

实现:

/** * 获取单向链表的头部 * @return {Any} 单向链表的头部 */this.getHead = function() {  return head;}

isAmpty、toString、size方法

实现:

/** * 判断单向链表是否为空 * @return {Boolean} 为空则返回true,不为空则返回false */this.isAmpty = function() {  return length === 0};/** * 将链表所有内容以字符串输出 * @return {String} 要输出的字符串 */this.toString = function() {  var current = head;  var string = '';  while (current) {    string += current.element;    current = current.next;  }  return string;};/** * 返回单向链表长度 * @return {Number} 单向链表的长度 */this.size = function() {  return length;};

源代码

以上的就是单向链表在JavaScript中的实现,有兴趣的同学可以自己下载源代码查看。

双向链表

双向链表与单向链表很是相像。在单向链表中,只有指向下一个节点的链接。但在双向链表中,还有指向上一个节点的链接,是双向的。

如图所示: 双向链表图示

JavaScipt中双向链表的实现

首先,依然是构造函数:

/** * 双向链表的构造函数 */function DoublyLinkedList() {  /**   * 双向链表中节点的构造函数   * @param {Any} element 要传入链表的元素   */  var Node = function(element) {    this.element = element;    this.prev = null;    this.next = null;  }  //双向链表的长度  var length = 0;  //双向链表的头结点,初始化为NULL  var head = null;  //双向链表的尾结点,初始化为NULL  var tail = null;}

双向链表需要有如下的方法:

  • append(element): 添加元素到双向链表尾部

  • insert(position,element): 向双向链表中某个位置插入元素

  • removeAt(position): 移除双向链表中某个位置的元素

  • showHead(): 获取双向链表的头部

  • showLength(): 获取双向链表长度

  • showTail(): 获取双向链表尾部

append方法:

说明: 添加元素到双向链表尾部

实现:

/** * 向链表尾部添加元素 * @param  {Any} element 要加入链表的节点 * @return {Any}         加入链表的节点 */this.append = function(element) {  var node = new Node(element);  if (head === null) {    head = node;    tail = node;  } else {    var previous;    var current = head;    while (current.next) {      current = current.next;    }    current.next = node;    node.prev = current;    tail = node;  }  length++;  return node;};

insert方法:

说明: 向双向链表中某个位置插入元素。

实现:

/** * 向链表中插入某个元素 * @param  {Number} position 要插入的位置 * @return {Boolean}         插入成功返回true,失败返回false */this.insert = function(position, element) {  if (position >= 0 && position <= length) {    var node = new Node(element);    var index = 0;    var previous;    var current = head;    if (position === 0) {      if (head === null) {        head = node;        tail = node;      } else {        current.prev = node;        node.next = current;        head = node;      }    } else if (position === length) {      current = tail;      current.next = node;      node.prev = current;      tail = node;    } else {      while (index++ < position) {        previous = current;        current = current.next;      }      previous.next = node;      node.prev = previous;      current.prev = node;      node.next = current;    }    length++;    return true;  } else {    return false;  }};

removeAt方法:

说明:移除双向链表中某个位置的元素。

实现:

/** * 移除链表中某一个元素 * @param  {Number} position 要移除元素的位置 * @return {Any}             移除成功返回被移除的元素,不成功则返回false */this.removeAt = function(position) {  if (position > -1 && position < length) {    var current = head;    var index = 0;    var previous;    if (position === 0) {      head = current.next;      if (length === 1) {        tail = null;        head.prev = null;      }    } else if (position === length - 1) {      current = tail;      tail = current.prev;      tail.next = null;    } else {      while (index++ < position) {        previous = current.prev;        current = current.next;      }      previous.next = current.next;      current.next.prev = previous;    }    length--;    return current.element;  } else {    return false;  }};

showHead、showLength、showTail方法

实现:

/** * 获取链表的头部 * @return {Any} 链表的头部 */this.showHead = function() {  return head;};/** * 获取链表长度 * @return {Number} 链表长度 */this.showLength = function() {  return length;};/** * 获取链表尾部 * @return {Any} 链表尾部 */this.showTail = function() {  return tail;};

源代码

源代码在此~

感想

链表这一节,基本全部都是先按需求写代码,写完后再和书上对比。发现简直被瞬间秒成渣。自己写的很多暗坑,逻辑也很混乱。看来还是太年轻了。

有兴趣的同学,也可以自己试试只看要求先写代码,写完后再与书上比对,就知道自己的不足了。

前端路漫漫,且行且歌~

最后附上本人博客地址和原文链接,希望能与各位多多交流。

原文链接:

转载地址:http://ejill.baihongyu.com/

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