JS中数据结构之链表

1、链表的基本介绍

数组不总是组织数据的最佳数据结构，在很多编程语言中，数组的长度是固定的，所以当数组已被数据填满时，再要加入新的元素就会非常困难。在数组中，添加和删除元素也很麻烦，因为需要将数组中的其他元素向前或向后平移。

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。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。如下图：

2、链表的实现

2.1、基于对象的链表的实现

Node 类用来表示节点，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;
}

LList 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。

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。如果查找成功，该方法返回包含该数据的节点；否则，返回 null。

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

insert() 方法在一个已知节点后面插入元素

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

display() 方法用来显示链表中的元素

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;
}

remove() 方法从链表中删除节点。

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

2.2、双向链表

给 Node 对象增加一个属性，该属性存储指向前驱节点的链接，这使得链表从后向前遍历变得简单

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() 方法比单向链表的效率更高，因为不需要再查找前驱节点。

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() 方法查找链表中的最后一个节点，避免了从前往后遍历链表

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

dispReverse() 方法反序显示双向链表中的元素。

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，即链表的尾节点指向头节点，形成了一个循环链表。如下图：