链表数据结构与算法JavaScript描述(6)

链表

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概念

链表是由一组节点组成的集合。

每个节点都使用一个对象的引用指向它的后继。

指向另一个节点的引用叫做 链。

许多链表的实现都在链表最前面有一个特殊节点，叫做头节点。

链表的尾元素指向一个null节点。

与数组的对比：

• js中的数据被实现成了对象，与其他语言（比如C++和Java）的数组相比，效率很低。
• 如果你发现数组在使用时很慢，就可以考虑使用链表来代替它。
• 除了对数据的随机访问，链表几乎可以用在任何可以使用一维数组的情况中。
• 如果需要随机访问，数组仍然是更好的选择。

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设计一个基于对象的链表

我们设计的链表包含两个类。Node 类用来表示节点，LinkedList 类提供了插入节点、删除节点、显示列表元素的方法，以及其他一些辅助方法。

Node 类

Node类包含两个属性：element 用来保存节点上的数据，next 用来保存指向下一个节点的链接。

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

LinkedList 类

LinkedList 类提供了对链表进行操作的方法。该类的功能包括插入删除节点、在列表中查找给定的值。该类也有一个构造函数，链表只有一个属性，那就是使用一个Node 对象来保存该链表的头节点。

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

查找节点 find

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

插入新节点 insert

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

显示节点 display

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

查找节点的前一个节点 findPrevious

从链表中删除节点时，需要先找到待删除节点前面的节点。找到这个节点后，修改它的next 属性，使其不再指向待删除节点，而是指向待删除节点的下一个节点。

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

删除节点 remove

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

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双向链表

尽管从链表的头节点遍历到尾节点很简单，但发拿过来，从后向前遍历则没那么简单，可以给Node 对象增加一个previous 属性，该属性存储指向前驱节点的链接。

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

双向链表的 insert( )方法和单向链表的类似，但是需要设置新节点的previous 属性，使其指向该节点的前驱。

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

双向链表的remove( )方法比单向链表的效率更高，因为不需要再查找前驱节点了。

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;
    }
}

为了完成以反序显示链表中元素这类任务，需要给双向链表增加一个工具方法，用来查找最后的节点。findLast( ) 方法找出了链表中的最后一个节点，同时免除的从前往后遍历链表之苦：

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

反序显示双向链表中的元素

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

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循环链表

循环链表和单向链表相似，节点类型都是一样的。唯一的区别是，在创建循环链表时，让其头节点的 next 属性指向它本身，即

head.next = head

这种行为会传到至链表中的每个节点，使得每个节点的next属性都指向链表的头节点。换言之，链表的尾节点指向头节点，形成了一个循环链表。

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链表的其他方法

为了使链表更好用，需要再定义其他一些方法：

• advance(n) 在链表中向前移动 n 个节点
• back(n) 在双向链表中向后移动 n 个节点
• show( ) 只显示当前节点

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练习

实现advance(n)方法，使当前节点向前移动 n 个节点。

分析：讲真，其实我没明白题目这里的向前移动指的是当前节点更靠近head 还是更靠近尾节点。不过这不重要，原理都差不多，分为两步，先将当前节点从链表中删除，然后在顺着链表移动（前移或后移）n个节点处插入该节点，dang dang dang dang ，搞定！下面是伪代码，只是表达下思路：

function advance(n, item){
    var currNode = this.find(item);
    var newPreviousNode = null;
    for(n; n > 0; n--){
        newPreviousNode = currNode.next;
    }
    this.remove(currNode);
    this.insert(item, newPreviousNode);
}