JavaScript数据结构与算法(七) 双向链表的实现
TypeScript方式实现源码
// 双向链表和普通链表的区别在于， 在链表中，
// 一个节点只有链向下一个节点的链接，而在双向链表中，链接是双向的：一个链向下一个元素，
// 另一个链向前一个元素，如下图所示：
//
// Node类里有prev属性（一个新指针） ，在DoublyLinkedList类里也有用来保存对列表最后一
// 项的引用的tail属性。 // 双向链表提供了两种迭代列表的方法：从头到尾，或者反过来。我们也可以访问一个特定节
// 点的下一个或前一个元素。在单向链表中，如果迭代列表时错过了要找的元素，就需要回到列表
// 起点，重新开始迭代。这是双向链表的一个优点。
// 代码角度
// 每个节点设置两个指针,关联相邻的前后节点.提供逆向遍历,链表篇提到,链表是针对大量删除与添加场景下使用的.因此双向链表是针对普通链表的功能为基础,强化了遍历的功能
// 抽象
// 想了很久找不到现实中的场景,还是拿火车来理解吧.早期火车就像普通链表,具有重组车厢的功能.而随着科技的进步,双向列车出来了,优势便是不用再每次脱离车头,开到转盘进行掉头
// 然后再行驶.双向链表便是双向列车,它弱化了车头的概念,前后皆可是车头.
// 总结
// 单向链表优势在于可执行大量删除、增加操作并不用像数组那样需要重新排序.劣势则是每次便利必须从头开始,无端增加许多系统开销.假如有这种场景,知道某个节点,我需要找到
// 该节点的爷爷,再找他爷爷的儿子,再找他儿子的孙子.我们大脑瞬间可以计算出,这不就是要找当前节点的儿子吗？的确！我们就是要程序能够这样做,但是单向链表就是一根筋,不具备
// 这样的智商,这时双向链表优势则非常明显
class Node {
element;
next;
prev; // 新增的
constructor(element) {
this.element = element;
this.next = null;
this.prev = null;
}
}
/**
* 双向链表
* @name DoublyLinkedList
*/
class DoublyLinkedList {
private length = ;
head = null;
tail = null; // 新增的
/**
* 向列表尾部添加一个新的项
* @param element
*/
public append(element) {
let node = new Node(element), current;
if (this.head === null) {
this.head = node;
} else {
current = this.head;
// 循环列表，知道找到最后一项
while (current.next) {
current = current.next;
}
// 找到最后一项，将其next赋为node，建立链接
current.next = node;
}
this.length++; // 更新列表长度
}
/**
* 向列表的特定位置插入一个新的项
* @param position
* @param element
*/
public insert(position, element) {
// 检查越界值
if (position >= && position <= this.length) {
let node = new Node(element),
current = this.head,
previous,
index = ;
if (position === ) { // 在第一个位置添加
if (!this.head) { // 新增的
this.head = node;
this.tail = node;
} else {
node.next = current;
current.prev = node; // 新增的
this.head = node;
}
} else if (position === this.length) { // 最后一项 新增的
current = this.tail;
current.next = node;
node.prev = current;
this.tail = node;
} else {
while (index++ < position) {
previous = current;
current = current.next;
}
node.next = current;
previous.next = node;
current.prev = node; // 新增的
node.prev = previous; // 新增的
}
this.length++; // 更新列表长度
return true;
} else {
return false;
}
}
/**
* 从列表的特定位置移除一项
* @param position
*/
public removeAt(position) {
// 检查越界值
if (position > - && position < this.length) {
let current = this.head,
previous,
index = ;
// 移除第一项
if (position === ) {
this.head = current.next;
// 如果只有一项，更新tail // 新增的
if (this.length === ) {
this.tail = null;
} else {
this.head.prev = null;
}
}
else if (position === this.length - ) { // 新增的
current = this.tail;
this.tail = current.prev;
this.tail.next = null;
}
else {
while (index++ < position) {
previous = current;
current = current.next;
}
// 将previous与current的下一项链接起来：跳过current，从而移除它
previous.next = current.next;
current.next.prev = previous; // 新增的
}
this.length--;
return current.element;
} else {
return null;
}
}
/**
* 从列表中移除一项
* @param element
*/
public remove(element) {
let index = this.indexOf(element);
return this.removeAt(index);
}
/**
* ：返回元素在列表中的索引。如果列表中没有该元素则返回-1
* @param element
*/
public indexOf(element) {
let current = this.head,
index = -;
while (current) {
if (element === current.element) {
return index;
}
index++;
current = current.next;
}
return -;
}
/**
* 如果链表中不包含任何元素， 返回true， 如果链表长度大于0则返回false
*/
public isEmpty() {
return this.length === ;
}
/**
* 返回链表包含的元素个数。与数组的length属性类似
*/
public size() {
return this.length;
}
/**
* 由于列表项使用了Node类，就需要重写继承自JavaScript对象默认的toString方法，让其只输出元素的值
*/
public toString() {
let current = this.head,
string = '';
while (current) {
string += current.element;
current = current.next;
}
return string;
}
public getHead() {
return this.head;
}
public print() {
console.log(this.toString());
}
}
var Node = (function () {
function Node(element) {
this.element = element;
this.next = null;
this.prev = null;
}
return Node;
}());
/**
* 双向链表
* @name DoublyLinkedList
*/
var DoublyLinkedList = (function () {
function DoublyLinkedList() {
this.length = ;
this.head = null;
this.tail = null; // 新增的
}
/**
* 向列表尾部添加一个新的项
* @param element
*/
DoublyLinkedList.prototype.append = function (element) {
var node = new Node(element), current;
if (this.head === null) {
this.head = node;
}
else {
current = this.head;
// 循环列表，知道找到最后一项
while (current.next) {
current = current.next;
}
// 找到最后一项，将其next赋为node，建立链接
current.next = node;
}
this.length++; // 更新列表长度
};
/**
* 向列表的特定位置插入一个新的项
* @param position
* @param element
*/
DoublyLinkedList.prototype.insert = function (position, element) {
// 检查越界值
if (position >= && position <= this.length) {
var node = new Node(element), current = this.head, previous = void , index = ;
if (position === ) {
if (!this.head) {
this.head = node;
this.tail = node;
}
else {
node.next = current;
current.prev = node; // 新增的
this.head = node;
}
}
else if (position === this.length) {
current = this.tail;
current.next = node;
node.prev = current;
this.tail = node;
}
else {
while (index++ < position) {
previous = current;
current = current.next;
}
node.next = current;
previous.next = node;
current.prev = node; // 新增的
node.prev = previous; // 新增的
}
this.length++; // 更新列表长度
return true;
}
else {
return false;
}
};
/**
* 从列表的特定位置移除一项
* @param position
*/
DoublyLinkedList.prototype.removeAt = function (position) {
// 检查越界值
if (position > - && position < this.length) {
var current = this.head, previous = void , index = ;
// 移除第一项
if (position === ) {
this.head = current.next;
// 如果只有一项，更新tail // 新增的
if (this.length === ) {
this.tail = null;
}
else {
this.head.prev = null;
}
}
else if (position === this.length - ) {
current = this.tail;
this.tail = current.prev;
this.tail.next = null;
}
else {
while (index++ < position) {
previous = current;
current = current.next;
}
// 将previous与current的下一项链接起来：跳过current，从而移除它
previous.next = current.next;
current.next.prev = previous; // 新增的
}
this.length--;
return current.element;
}
else {
return null;
}
};
/**
* 从列表中移除一项
* @param element
*/
DoublyLinkedList.prototype.remove = function (element) {
var index = this.indexOf(element);
return this.removeAt(index);
};
/**
* ：返回元素在列表中的索引。如果列表中没有该元素则返回-1
* @param element
*/
DoublyLinkedList.prototype.indexOf = function (element) {
var current = this.head, index = -;
while (current) {
if (element === current.element) {
return index;
}
index++;
current = current.next;
}
return -;
};
/**
* 如果链表中不包含任何元素， 返回true， 如果链表长度大于0则返回false
*/
DoublyLinkedList.prototype.isEmpty = function () {
return this.length === ;
};
/**
* 返回链表包含的元素个数。与数组的length属性类似
*/
DoublyLinkedList.prototype.size = function () {
return this.length;
};
/**
* 由于列表项使用了Node类，就需要重写继承自JavaScript对象默认的toString方法，让其只输出元素的值
*/
DoublyLinkedList.prototype.toString = function () {
var current = this.head, string = '';
while (current) {
string += current.element;
current = current.next;
}
return string;
};
DoublyLinkedList.prototype.getHead = function () {
return this.head;
};
DoublyLinkedList.prototype.print = function () {
console.log(this.toString());
};
return DoublyLinkedList;
}());
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