JavaScript数据结构与算法之链表

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:

首先，创建一个构造函数。

rush:js;"> /** * 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:

1. append(element): 添加元素到链表尾部
2. insert(position,element): 向单向链表中某个位置插入元素
3. indexOf(element): 寻找某个元素在单向链表中的位置
4. remove(element): 移除给定的元素
5. removeAt(position): 移除单向链表中某个位置的元素
6. getHead(): 获取单向链表的头部
7. isAmpty(): 检查单向链表是否为空，为空则返回true
8. toString(): 将链表所有内容以字符串输出
9. 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:

rush:js;"> /** * 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:

= 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:

=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:

=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:

-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:

rush:js;"> /** * 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:

rush:js;"> /** * 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;
  };

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。

JavaScipt中双向链表的实现

首先，依然是构造函数:

rush:js;"> /** * 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:

1. append(element): 添加元素到双向链表尾部
2. insert(position,element): 向双向链表中某个位置插入元素
3. removeAt(position): 移除双向链表中某个位置的元素
4. showHead(): 获取双向链表的头部
5. showLength(): 获取双向链表长度
6. 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:

rush:js;"> /** * 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:

= 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:

-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:

rush:js;"> /** * 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;
  };

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。

原文地址：https://www.jb51.cc/js/50278.html