JavaScript数据结构 --- 链表

JavaScript数据结构 --- 链表

数组不总是组织数据的最佳数据结构，因为在很多编程语言中，数组的长度是固定的，所以当数组被数据填满时，在要加入数据会很困难。在数组中添加和删除元素也很麻烦，需要移动其它元素。
JavaScript中的数组是对象，与其它语言（Java，C++）相比，效率很低。我们可以考虑用链表来替代它。

链表是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链。

链表元素靠相互之间的关系进行引用，许多链表的实现都在链表最前面有一个特殊的节点，叫头结点，链表的尾元素可以指向一个 null 节点。

链表中插入节点效率很高。插入节点时，需要修改它前面的节点（前驱），使其指向新加入的节点，而新加入的节点则指向原来前驱指向的节点。

从链表中删除一个元素也很简单。将待删除元素的前驱节点指向待删除元素的后继节点。

1. 设计一个基于对象的链表


1.1 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;
}

1.2 LinkedList类

LList 类提供了对链表进行操作的方法。

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

1.3 插入新节点
find() 方法遍历链表，查找给定数据，如果找到数据，该方法就返回保存该数据的节点。

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

在一个已知节点后面插入节点时，用 find() 找到这个节点后，就可以将新节点插入链表了。首先，将新节点的 next 属性设置为这个节点的 next 属性对应的值，然后设置这个节点的 next 属性指向新节点。

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

定义display()方法用来显示链表中的元素。

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

1.4 从链表中删除一个节点

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。
可以先定义一个方法 findPrevious() 来遍历链表中的元素，检查每一个节点的下一个节点中是否存储着待删除数据。如果找到，返回该节点（待删除节点的”前一个“节点），这样就可以修改它的 next 属性了。

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

再来写 remove() 方法。

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

这个地址包含了完整的代码

LinkedList

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双向链表
从链表的头节点遍历到尾节点很容易，但从后往前遍历比较难。可以通过给 Node 对象增加一个属性，该属性存储指向前驱节点的链接。

先为 Node 类增加一个 previous 属性。

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

双向链表的 insert() 方法需要设置新节点的 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，不需要查找前驱节点。首先需要在链表中找出存储待删除数据的节点，然后设置该节点前驱的 next 属性，使其指向待删除节点的后继；设置该节点后继的 previous 属性，使其指向待删除节点的前驱。

remove() 方法的定义。

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

给双向链表增加一个 findLast() 工具方法，用来查找最后的节点.

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

在 findLast() 的基础上写一个反向显示双向链表中的元素的方法 dispReverse() 。

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

双向链表 LList 完整代码。

LList

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参考资料：
JavaScript高级程序设计
JavaScript MDN
Data Structures and Algorithms with JavaScript