JS中數據結構之鏈表

1、鏈表的基本介紹

數組不總是組織數據的最佳數據結構，在很多編程語言中，數組的長度是固定的，所以當數組已被數據填滿時，再要加入新的元素就會非常困難。在數組中，添加和刪除元素也很麻煩，因為需要將數組中的其他元素向前或向后平移。

鏈表是由一組節點組成的集合。每個節點都使用一個對象的引用指向它的后繼。許多鏈表的實現都在鏈表最前面有一個特殊節點，叫做頭節點。如下圖：

2、鏈表的實現

2.1、基於對象的鏈表的實現

Node 類用來表示節點，包含兩個屬性：element 用來保存節點上的數據，next 用來保存指向下一個節點的鏈接。

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

LList 類提供了對鏈表進行操作的方法。該類的功能包括插入刪除節點、在列表中查找給定的值。

function LList() {
　　this.head = new Node("head");
　　this.find = find;
　　this.insert = insert;
　　this.display = display;
　　this.findPrevious = findPrevious;
　　this.remove = remove;
}

find() 方法遍歷鏈表，查找給定數據。如果找到數據，該方法就返回保存該數據的節點。如果查找成功，該方法返回包含該數據的節點；否則，返回 null。

function find(item) {
　　var currNode = this.head;
　　while (currNode.element != item) {
　　　　currNode = currNode.next;
　　}
　　return currNode;
}

insert() 方法在一個已知節點后面插入元素

function insert(newElement, item) {
　　var newNode = new Node(newElement);
　　var current = this.find(item);
　　newNode.next = current.next;
　　current.next = newNode;
}

display() 方法用來顯示鏈表中的元素

function display() {
　　var currNode = this.head;
　　while (!(currNode.next == null)) {
　　　　print(currNode.next.element);
　　　　currNode = currNode.next;
　　}
}

 findPrevious() 方法找到待刪除節點前面的節點。找到這個節點后，修改它的 next 屬性，使其不再指向待刪除節點，而是指向待刪除節點的下一個節點。

function findPrevious(item) {
　　var currNode = this.head;
　　while (!(currNode.next == null) && (currNode.next.element != item)) {
　　　　currNode = currNode.next;
　　}
　　return currNode;
}

remove() 方法從鏈表中刪除節點。

function remove(item) {
　　var prevNode = this.findPrevious(item);
　　if (!(prevNode.next == null)) {
　　　　prevNode.next = prevNode.next.next;
　　}
}

 

2.2、雙向鏈表

給 Node 對象增加一個屬性，該屬性存儲指向前驅節點的鏈接，這使得鏈表從后向前遍歷變得簡單

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

insert() 方法

function insert(newElement, item) {
　　var newNode = new Node(newElement);
　　var current = this.find(item);
　　newNode.next = current.next;
　　current.next.previous = newNode;
　　newNode.previous = current;
　　current.next = newNode;
}

remove() 方法比單向鏈表的效率更高，因為不需要再查找前驅節點。

function remove(item) {
　　var currNode = this.find(item);
　　if (!(currNode.next == null)) {
　　　　currNode.previous.next = currNode.next;
　　　　currNode.next.previous = currNode.previous;
　　　　currNode.next = null;
　　　　currNode.previous = null;
　　}else {
　　　　currNode.previous.next = null;
　　　　currNode.next = null;
　　　　currNode.previous = null;
　　}
}

findLast() 方法查找鏈表中的最后一個節點，避免了從前往后遍歷鏈表

function findLast() {
　　var currNode = this.head;
　　while (!(currNode.next == null)) {
　　　　currNode = currNode.next;
　　}
　　return currNode;
}

dispReverse() 方法反序顯示雙向鏈表中的元素。

function dispReverse() {
　　var currNode = this.head;
　　currNode = this.findLast();
　　while (!(currNode.previous == null)) {
　　　　console.log(currNode.element);
　　　　currNode = currNode.previous;
　　}
}

 

2.3、循環鏈表

循環鏈表和單向鏈表相似，節點類型都是一樣的。唯一的區別是，在創建循環鏈表時，讓其頭節點的 next 屬性指向它本身，即鏈表的尾節點指向頭節點，形成了一個循環鏈表。如下圖：