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JavaScript數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之鏈表的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2017年03月19日 11:59:13 作者：君君wan歲

鏈表是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它是動(dòng)態(tài)地進(jìn)行存儲(chǔ)分配的一種結(jié)構(gòu)。本文主要介紹JavaScript數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中鏈表的實(shí)現(xiàn)，具有很好的參考價(jià)值。下面跟著小編一起來(lái)看下吧

前面樓主分別討論了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)棧與隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是用的數(shù)組來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，但是數(shù)組有的時(shí)候并不是最佳的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如在數(shù)組中新增刪除元素的時(shí)候需要將其他元素進(jìn)行移動(dòng)，而在javascript中使用spit()方法不需要訪問(wèn)其他元素。如果你在使用數(shù)組的時(shí)候發(fā)現(xiàn)很慢，就可以考慮使用鏈表。

鏈表的概念

鏈表是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它是動(dòng)態(tài)地進(jìn)行存儲(chǔ)分配的一種結(jié)構(gòu)。鏈表有一個(gè)“頭指針”變量，以head表示，它存放一個(gè)地址，指向一個(gè)元素。每個(gè)結(jié)點(diǎn)都使用一個(gè)對(duì)象的引用指標(biāo)它的后繼，指向另一個(gè)結(jié)點(diǎn)的引用叫做鏈。

數(shù)組元素依靠下標(biāo)（位置）來(lái)進(jìn)行引用，而鏈表元素則是靠相互之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行引用。因此鏈表的插入效率很高，下圖演示了鏈表結(jié)點(diǎn)d的插入過(guò)程：　

刪除過(guò)程：

基于對(duì)象的鏈表

我們定義2個(gè)類(lèi)，Node類(lèi)與LinkedList類(lèi)，Node為結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，LinkedList保存操作鏈表的方法。

首先看Node類(lèi)：　　

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

element用來(lái)保存結(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)，next用來(lái)保存指向一下結(jié)點(diǎn)的的鏈接。　　

LinkedList類(lèi):

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

find()方法，從頭結(jié)點(diǎn)開(kāi)始，沿著鏈表結(jié)點(diǎn)一直查找，直到找到與item內(nèi)容相等的element則返回該結(jié)點(diǎn)，沒(méi)找到則返回空。

function find(item){
     var currentNode = this.head;//從頭結(jié)點(diǎn)開(kāi)始
     while(currentNode.element!=item){
         currentNode = currentNode.next;
     }
     return currentNode;//找到返回結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，沒(méi)找到返回null
}

Insert方法。通過(guò)前面元素插入的演示可以看出，實(shí)現(xiàn)插入簡(jiǎn)單四步：

1、創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)

2、找到目標(biāo)結(jié)點(diǎn)

3、修改目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的next指向鏈接

4、將目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的next值賦值給要插入的結(jié)點(diǎn)的next

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

Remove()方法。刪除某一節(jié)點(diǎn)需要先找到被刪除結(jié)點(diǎn)的前結(jié)點(diǎn)，為此我們定義方法frontNode()：

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

簡(jiǎn)答三步：

1、創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)

2、找到目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的前結(jié)點(diǎn)

3、修改前結(jié)點(diǎn)的next指向被刪除結(jié)點(diǎn)的n后一個(gè)結(jié)點(diǎn)

function remove(item){
     var frontNode = this.frontNode(item);
     //console.log(frontNode.element);
     frontNode.next = frontNode.next.next;
 }

Show()方法：

function show(){
     var currentNode = this.head,result;
     while(currentNode.next!=null){
         result += currentNode.next.element;//為了不顯示head結(jié)點(diǎn)
         currentNode = currentNode.next;
     }
}

測(cè)試程序：

var list = new LinkedList();
list.insert("a","head");
list.insert("b","a");
list.insert("c","b");
console.log(list.show());
list.remove("b");
console.log(list.show());

輸出：

雙向鏈表

從鏈表的頭節(jié)點(diǎn)遍歷到尾節(jié)點(diǎn)很簡(jiǎn)單，但有的時(shí)候，我們需要從后向前遍。此時(shí)我們可以通過(guò)給 Node 對(duì)象增加一個(gè)屬性，該屬性存儲(chǔ)指向前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的鏈接。樓主用下圖來(lái)雙向鏈表的工作原理。

首先我們先給Node類(lèi)增加front屬性：　　

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

當(dāng)然，對(duì)應(yīng)的insert()方法和remove()方法我們也需要做相應(yīng)的修改：　

function insert(newElement,item){
  var newNode = new Node(newElement);
  var currentNode = this.find(item);
  newNode.next = currentNode.next;
  newNode.front = currentNode;//增加front指向前驅(qū)結(jié)點(diǎn)
  currentNode.next = newNode;
}
function remove(item){  
  var currentNode = this.find(item);//找到需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)
  if (currentNode.next != null) {
    currentNode.front.next = currentNode.next;//讓前驅(qū)節(jié)點(diǎn)指向需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
    currentNode.next.front = currentNode.front;//讓后繼節(jié)點(diǎn)指向需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
    currentNode.next = null;//并設(shè)置前驅(qū)與后繼的指向?yàn)榭?
    currentNode.front = null;    
  }  
}

反序顯示鏈表：

需要給雙向鏈表增加一個(gè)方法，用來(lái)查找最后的節(jié)點(diǎn)。 findLast() 方法找出了鏈表中的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以免除從前往后遍歷鏈。

function findLast() {//查找鏈表的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  var currentNode = this.head;
  while (currentNode.next != null) {
    currentNode = currentNode.next;
  }
  return currentNode;
}

實(shí)現(xiàn)反序輸出：

function showReverse() {
  var currentNode = this.head, result = "";
  currentNode = this.findLast(); 
  while(currentNode.front!=null){
    result += currentNode.element + " ";
    currentNode = currentNode.front;
  }
  return result;
}

測(cè)試程序：

var list = new LinkedList();
list.insert("a","head");
list.insert("b","a");
list.insert("c","b");
console.log(list);
list.remove("b");
console.log(list.show());
console.log(list.showReverse());

輸出：

循環(huán)鏈表

循環(huán)鏈表是另一種形式的鏈?zhǔn)酱尜A結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是表中最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域指向頭結(jié)點(diǎn)，整個(gè)鏈表形成一個(gè)環(huán)。循環(huán)鏈表和單向鏈表相似，節(jié)點(diǎn)類(lèi)型都是一樣的。唯一的區(qū)別是，在創(chuàng)建循環(huán)鏈表時(shí)，讓其頭節(jié)點(diǎn)的 next 屬性指向它本身，即：

head.next = head

這種行為會(huì)傳導(dǎo)至鏈表中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)的 next 屬性都指向鏈表的頭節(jié)點(diǎn)。樓主用下圖來(lái)表示循環(huán)鏈表：

修改構(gòu)造方法：

function LinkedList(){
  this.head = new Node('head');//初始化
  this.head.next = this.head;//直接將頭節(jié)點(diǎn)的next指向頭節(jié)點(diǎn)形成循環(huán)鏈表
  this.find = find;
  this.frontNode = frontNode;
  this.insert = insert;
  this.remove = remove;
  this.show = show; 
}

這時(shí)需要注意鏈表的輸出方法show()與find()方法，原來(lái)的方式在循環(huán)鏈表里會(huì)陷入死循環(huán)，while循環(huán)的循環(huán)條件需要修改為當(dāng)循環(huán)到頭節(jié)點(diǎn)時(shí)退出循環(huán)。

function find(item){
  var currentNode = this.head;//從頭結(jié)點(diǎn)開(kāi)始
  while(currentNode.element!=item&&currentNode.next.element!='head'){
    currentNode = currentNode.next;
  }
  return currentNode;//找到返回結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，沒(méi)找到返回null
}
function show(){
  var currentNode = this.head,result = "";
  while (currentNode.next != null && currentNode.next.element != "head") {   
    result += currentNode.next.element + " ";
    currentNode = currentNode.next;
  }
  return result;
}

測(cè)試程序：

var list = new LinkedList();
list.insert("a","head");
list.insert("b","a");
list.insert("c","b");
console.log(list.show());
list.remove("b");
console.log(list.show());

測(cè)試結(jié)果：