JavaScript数据结构——链表的实现与应用

  • 时间:
  • 浏览:1
  • 来源:大发时时彩_时时彩彩神8app_大发时时彩彩神8app

  链表用来存储有序的元素集合,与数组不同,链表中的元素越来越来越多保居于连续的存储空间内,每个元素由一个多多存储元素这类 的节点和一个多多指向下一个多多元素的指针构成。当要移动或删除元素时,只并能 修改相应元素上的指针就可不并能 了。对链表元素的操作要比对数组元素的操作速率单位更高。下面是链表数据社会形态的示意图:

  要实现链表数据社会形态,关键在于保存head元素(即链表的头元素)以及每一个多多元素的next指针,有这两要素亲们就可不并能 很方便地遍历链表从而操作所有的元素。可不并能 把链表想象成两根锁链,锁链中的每一个多多节点完会 相互连接的,亲们假如找到锁链的头,整条锁链就都可不并能 找到了。让亲们来看一下具体的实现法律最好的办法。

  首先亲们并能 一个多多辅助类,用来描述链表中的节点。你这类 类很简单,只并能 一个多多属性,一个多多用来保存节点的值,一个多多用来保存指向下一个多多节点的指针。

let Node = function (element) {
    this.element = element;
    this.next = null;
};

  下面是亲们链表类的基本骨架:

class LinkedList {
    constructor() {
        this.length = 0;
        this.head = null;
    }

    append (element) {} // 向链表中添加节点

    insert (position, element) {} // 在链表的指定位置插入节点

    removeAt (position) {} // 删除链表中指定位置的元素,并返回你这类

元素的值

    remove (element) {} // 删除链表中对应的元素

    indexOf (element) {} // 在链表中查找给定元素的索引

    getElementAt (position) {} // 返回链表中索引所对应的元素

    isEmpty () {} // 判断链表与非

为空

    size () {} // 返回链表的长度

    getHead () {} // 返回链表的头元素

    clear () {} // 清空链表

    toString () {} // 辅助法律最好的办法,按指定格式输出链表中的所有元素,方便测试验证结果
}

  让亲们从查找链表元素的法律最好的办法getElementAt()随后结束了了,机会上端亲们会多次用到它。

getElementAt (position) {
    if (position < 0 || position >= this.length) return null;

    let current = this.head;
    for (let i = 0; i < position; i++) {
        current = current.next;
    }
    return current;
}

   首先判断参数position的边界值,机会值超出了索引的范围(小于0机会大于length - 1),则返回null。亲们从链表的head随后结束了了,遍历整个链表直到找到对应索引位置的节点,随后返回你这类 节点。是完会 很简单?和所有有序数据集合一样,链表的索引默认从0随后结束了了,假如找到了链表的头(而是亲们并能 在LinkedList类中保存head值),随后就可不并能 遍历找到索引所在位置的元素。

  有了getElementAt()法律最好的办法,接下来亲们就可不并能 很方便地实现append()法律最好的办法,用来在链表的尾部添加新节点。

append (element) {
    let node = new Node(element);

    // 机会当前链表为空,则将head指向node
    if (this.head === null) this.head = node;
    else {
        // 随后,找到链表尾部的元素,随后添加新元素
        let current = this.getElementAt(this.length - 1);
        current.next = node;
    }

    this.length++;
}

   机会链表的head为null(你这类 情况汇报表示链表为空),则直接将head指向新添加的元素。随后,通过getElementAt()法律最好的办法找到链表的最后一个多多节点,将该节点的next指针指向新添加的元素。新添加的元素的next指针默认为null,链表最后一个多多元素的next值为null。将节点挂到链表上随后,越来越来越多忘记将链表的长度加1,亲们并能 通过length属性来记录链表的长度。

  接下来亲们要实现insert()法律最好的办法,可不并能 在链表的任意位置添加节点。

insert (position, element) {
    // position不到超出边界值
    if (position < 0 || position > this.length) return false;

    let node = new Node(element);

    if (position === 0) {
        node.next = this.head;
        this.head = node;
    }
    else {
        let previous = this.getElementAt(position - 1);
        node.next = previous.next;
        previous.next = node;
    }

    this.length++;
    return true;
}

  首先也是要判断参数position的边界值,不到越界。当position的值为0时,表示要在链表的头部插入新节点,对应的操作如下图所示。将新插入节点的next指针指向现在的head,随后更新head的值为新插入的节点。

  机会要插入的节点在链表的上端机会尾部,对应的操作如下图。假设链表长度为3,要在位置2插入新节点,亲们首先找到位置2的前一个多多节点previous node,将新节点new node的next指针指向previous node的next所对应的节点,随后再将previous node的next指针指向new node,曾经就把新节点挂到链表中了。考虑一下,当插入的节点在链表的尾部,你这类 情况汇报也是适用的。而机会链表为空,即链表的head为null,则参数position会超出边界条件,从而insert()法律最好的办法会直接返回false。

  最后,别忘了更新length属性的值,将链表的长度加1。

  按照相同的法律最好的办法,亲们可不并能 很容易地写出removeAt()法律最好的办法,用来删除链表中指定位置的节点。

removeAt (position) {
    // position不到超出边界值
    if (position < 0 || position >= this.length) return null;

    let current = this.head;

    if (position === 0) this.head = current.next;
    else {
        let previous = this.getElementAt(position - 1);
        current = previous.next;
        previous.next = current.next;
    }

    this.length--;
    return current.element;
}

   下面两张示意图说明了从链表头部和其它位置删除节点的情况汇报。

  机会要删除的节点为链表的头部,只并能 将head移到下一个多多节点即可。机会当前链表只一个多多多节点,越来越下一个多多节点为null,此时将head指向下一个多多节点等同于将head设置成null,删除随后链表为空。机会要删除的节点在链表的上端要素,亲们并能 找出position所在位置的前一个多多节点,将它的next指针指向position所在位置的下一个多多节点。总之,删除节点只并能 修改相应节点的指针,使断开位置左右相邻的节点重新连接上。被删除的节点机会再也越来越其它要素的引用而被丢弃在内存中,停留垃圾回收器来清除。有关JavaScript垃圾回收器的工作原理,可不并能 查看这里。

  最后,别忘了将链表的长度减1。

  下面亲们来看看indexOf()法律最好的办法,该法律最好的办法返回给定元素在链表中的索引位置。

indexOf (element) {
    let current = this.head;

    for (let i = 0; i < this.length; i++) {
        if (current.element === element) return i;
        current = current.next;
    }

    return -1;
}

  亲们从链表的头部随后结束了了遍历,直到找到和给定元素相同的元素,随后返回对应的索引号。机会越来越找到对应的元素,则返回-1。

  链表类中的其它法律最好的办法都比较简单,就不再分部讲解了,下面是完整的链表类的代码:

   在isEmpty()法律最好的办法中,亲们可不并能 根据length与非 为0来判断链表与非 为空,当然也可不并能 根据head与非 为null来进行判断,前提是所有涉及到链表节点添加和移除的法律最好的办法完会 正确地更新length和head。toString()法律最好的办法而是为了方便测试而编写的,亲们来看看几只测试用例:

let linkedList = new LinkedList();
linkedList.append(10);
linkedList.append(15);
linkedList.append(20);

console.log(linkedList.toString());

linkedList.insert(0, 9);
linkedList.insert(2, 11);
linkedList.insert(5, 25);
console.log(linkedList.toString());

console.log(linkedList.removeAt(0));
console.log(linkedList.removeAt(1));
console.log(linkedList.removeAt(3));
console.log(linkedList.toString());

console.log(linkedList.indexOf(20));

linkedList.remove(20);

console.log(linkedList.toString());

linkedList.clear();
console.log(linkedList.size());

  下面是执行结果:

双向链表

  上端链表中每一个多多元素只一个多多多next指针,用来指向下一个多多节点,曾经的链表称之为单向链表,亲们不到从链表的头部随后结束了了遍历整个链表,任何一个多多节点不到找到它的下一个多多节点,而不到找到它的上一个多多节点。双向链表中的每一个多多元素拥一个多多多指针,一个多多用来指向下一个多多节点,一个多多用来指向上一个多多节点。在双向链表中,除了可不并能 像单向链表一样从头部随后结束了了遍历之外,还可不并能 从尾部进行遍历。下面是双向链表的数据社会形态示意图:

  机会双向链表具有单向链表的所有社会形态,随后亲们的双向链表类可不并能 继承自前面的单向链表类,不过辅助类Node并能 添加一个多多prev属性,用来指向前一个多多节点。

let Node = function (element) {
    this.element = element;
    this.next = null;
    this.prev = null;
};

  下面是继承自LinkedList类的双向链表类的基本骨架:

class DoubleLinkedList extends LinkedList {
    constructor() {
        super();
        this.tail = null;
    }
}

   先来看看append()法律最好的办法的实现。当链表为空时,除了要将head指向当前添加的节点外,并能 将tail也指向当并能 添加的节点。当链表不为空时,直接将tail的next指向当并能 添加的节点node,随后修改node的prev指向旧的tail,最后修改tail为新添加的节点。亲们不并能 从头随后结束了了遍历整个链表,而通过tail可不并能 直接找到链表的尾部,你这类 点比单向链表的操作要更方便。最后将length的值加1,修改链表的长度。

append (element) {
    let node = new Node(element);

    // 机会链表为空,则将head和tail都指向当前添加的节点
    if (this.head === null) {
        this.head = node;
        this.tail = node;
    }
    else {
        // 随后,将当前节点添加到链表的尾部
        this.tail.next = node;
        node.prev = this.tail;
        this.tail = node;
    }

    this.length++;
}

   机会双向链表可不并能 从链表的尾部往前遍历,而是亲们修改了getElementAt()法律最好的办法,对基类中单向链表的法律最好的办法进行了改写。当要查找的元素的索引号大于链表长度的一下午英语 ,从链表的尾部随后结束了了遍历。

getElementAt (position) {
    if (position < 0 || position >= this.length) return null;

    // 从后往前遍历
    if (position > Math.floor(this.length / 2)) {
        let current = this.tail;
        for (let i = this.length - 1; i > position; i--) {
            current = current.prev;
        }
        return current;
    }
    // 曾经往后遍历
    else {
        return super.getElementAt(position);
    }
}

  有这类 遍历法律最好的办法,曾经往后遍历调用的是基类单向链表里的法律最好的办法,从后往前遍历并能 用到节点的prev指针,用来查找前一个多多节点。

  亲们一并还并能 修改insert()和removeAt()这类 个多多法律最好的办法。记住,与单向链表唯一的区别而是要一并维护head和tail,以及每一个多多节点上的next和prev指针。

insert (position, element) {
    if (position < 0 || position > this.length) return false;

    // 插入到尾部
    if (position === this.length) this.append(element);
    else {
        let node = new Node(element);

        // 插入到头部
        if (position === 0) {
            if (this.head === null) {
                this.head = node;
                this.tail = node;
            }
            else {
                node.next = this.head;
                this.head.prev = node;
                this.head = node;
            }
        }
        // 插入到上端位置
        else {
            let current = this.getElementAt(position);
            let previous = current.prev;
            node.next = current;
            node.prev = previous;
            previous.next = node;
            current.prev = node;
        }
    }

    this.length++;
    return true;
}

removeAt (position) {
    // position不到超出边界值
    if (position < 0 || position >= this.length) return null;

    let current = this.head;
    let previous;

    // 移除头部元素
    if (position === 0) {
        this.head = current.next;
        this.head.prev = null;
        if (this.length === 1) this.tail = null;
    }
    // 移除尾部元素
    else if (position === this.length - 1) {
        current = this.tail;
        this.tail = current.prev;
        this.tail.next = null;
    }
    // 移除上端元素
    else {
        current = this.getElementAt(position);
        previous = current.prev;
        previous.next = current.next;
        current.next.prev = previous;
    }

    this.length--;
    return current.element;
}

  操作过程中并能 判断一点特殊情况汇报,这类 链表的头和尾,以及当前链表与非 为空等等,随后线程池机会会在一点特殊情况汇报下导致 越界和报错。下面是一个多多完整的双向链表类的代码:

  亲们重写了toString()法律最好的办法以方便更加清楚地查看测试结果。下面是一点测试用例:

let doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
doubleLinkedList.append(10);
doubleLinkedList.append(15);
doubleLinkedList.append(20);
doubleLinkedList.append(25);
doubleLinkedList.append(300);
console.log(doubleLinkedList.toString());
console.log(doubleLinkedList.getElementAt(1).element);
console.log(doubleLinkedList.getElementAt(2).element);
console.log(doubleLinkedList.getElementAt(3).element);

doubleLinkedList.insert(0, 9);
doubleLinkedList.insert(4, 24);
doubleLinkedList.insert(7, 35);
console.log(doubleLinkedList.toString());

console.log(doubleLinkedList.removeAt(0));
console.log(doubleLinkedList.removeAt(1));
console.log(doubleLinkedList.removeAt(5));
console.log(doubleLinkedList.toString());

  对应的结果如下:

[element: 10, prev: null, next: 15] [element: 15, prev: 10, next: 20] [element: 20, prev: 15, next: 25] [element: 25, prev: 20, next: 300] [element: 300, prev: 25, next: null] 
15
20
25
[element: 9, prev: null, next: 10] [element: 10, prev: 9, next: 15] [element: 15, prev: 10, next: 20] [element: 20, prev: 15, next: 24] [element: 24, prev: 20, next: 25] [element: 25, prev: 24, next: 300] [element: 300, prev: 25, next: 35] [element: 35, prev: 300, next: null] 
9
15
300
[element: 10, prev: null, next: 20] [element: 20, prev: 10, next: 24] [element: 24, prev: 20, next: 25] [element: 25, prev: 24, next: 35] [element: 35, prev: 25, next: null] 

 循环链表

  顾名思义,循环链表的尾部指向它被委托人的头部。循环链表可不并能 有单向循环链表,也可不并能 有双向循环链表。下面是单向循环链表和双向循环链表的数据社会形态示意图:

  在实现循环链表时,并能 确保最后一个多多元素的next指针指向head。下面是单向循环链表的完整代码:

  单向循环链表的测试用例:

let circularLinkedList = new CircularLinkedList();
circularLinkedList.append(10);
circularLinkedList.append(15);
circularLinkedList.append(20);

console.log(circularLinkedList.toString());

circularLinkedList.insert(0, 9);
circularLinkedList.insert(3, 25);
console.log(circularLinkedList.toString());

console.log(circularLinkedList.removeAt(0));
console.log(circularLinkedList.toString());

  对应的测试结果:

  下一章亲们将介绍怎样用JavaScript来实现集合你这类 数据社会形态。