用JavaScript实现基于对象的单项链表

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用JavaScript实现基于对象的单项链表

单向链表介绍

何为单向链表

单向链表图示

与数组的索引: 值(可以直接在数组层面对值进行修改)不同,链表各个值的关系偏向去中心化。

见上图,每个节点可分为两部分:1. 节点的值;2. 下一个节点的指向,即下一个节点是谁。例如:上图链表中的第一个节点,它的值是milk,它的下一个节点是值为Bread的节点。

单向链表优点

当我们需要组织数据时,数组不总是最佳的数据结构(对于大多数编程语言而言),缘于它有两个显著的缺点:1. 数组的长度是固定的,当数组已被数据填满时,加入新数据会显得很麻烦;2. 当我们插入、或删除数组中的某个值时,需要把数组中的其它值向后、或向前移动,以反映数组被进行了增删操作。

所以当我们需要频繁的对数据进行增删操作时,选择数组不是那么地明智,这时我们可以使用链表来实现对数据的增删功能。链表的增删会方便很多,当增加数据时,只需要更改它的节点指向和上一级节点的节点指向;当删除数据时,只需把待删除节点的节点指向赋给上一级节点即可,此时待删除节点便在链表中消失了(因为无法通过节点与节点的关系再找到它,便可视为消失了)。

例如:如果我们在milk和bread中增加sandwich数据,只需把milk的节点指向改为sandwich,把指向bread的节点指向赋给sandwich即可;当需要删除sandwich时,只需把指向bread的节点指向赋给milk即可,此时sandwich便自动消失了。

构建链表

当我们需要组织某一类的数据时,只需先建一个相应的构造器(构造函数)即可,这个构造器应包含以下的属性和方法:头节点;增,删,查等。

节点构造器

我们可以先做头节点的构造器;

//我们可以把一个节点视为一个盒子,这个盒子被分为两部分,一部分盛放的是该节点的值,另一部分盛放的则是指向下一个节点的节点指向。
function Node(element) {
  this.element = element;
  this.next = null;
}

链表构造器

某类数据的链表构造器

function LList() { //LList: linkedList链表
  //新建值为head的节点(表头),便可一生二二生三三生万物了,下面的操作都要基于表头。
  this.head = new Node("head");
  
  //查找方法,给find一个值,便可查到相应的节点
  this.find = find;
  
  //插入方法,可以实现在哪插入、插入什么数据的功能
  this.insert = insert;
  
  //展示打印功能,传入想要查询的节点的元素,该节点便能被打印出来,包括的指向的下一节点
  this.display = display;

  //如果要删除某一节点,则需要找到它的前一节点,修改它的节点指向
  this.findPrevious = findPrevious;
 
  //删除方法,传入想要删除的元素,即可实现删除功能
  this.remove = remove; 
}

find()方法

find()方法展示了如何在链表上进行移动。首先,新创一个节点,并将表头赋给这个新创的节点。然后在链表上进行循环,如果如果当前节点的element属性和我们要查找的值不一样,就从当前节点移到下一节点,如果查找成功,返回包含该数据的节点,失败,返回null

function find(item) {
  
  //将表头赋给新创的节点
  var currNode = this.head;
  
  //循环,如果当前节点的值与我们想要查找的值不一样,移动到下一节点。知道找到目标或移到null
  while (currNode.element !== item) {
    currNode = currNode.next;
  }
  
  //返回相应节点或null
  return currNode;
}

insert()方法

insert()实现插入功能,传入新节点的值newElement和待插位置item,并修改新节点和待插位置的节点指向,完成插入。

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

display()

display()显示链表中的元素

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

findPrevious()

findPrevious()查找到待删除的前一节点

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

remove()方法

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

完整代码

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

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

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

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

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

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

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

测试

向链表中写入数据

var cities = new LList();
cities.insert("beijing", "head");
cities.insert("shanghai", "beijing");
cities.insert("guangzhou", "shanghai");
cities.insert("shenzhen", "guangzhou");

展示链表

cities.display();

数据展示

删除"shanghai"后,再次展示

cities.remove("shanghai");
cities.display();

删除"shanghai"之后的链表

删除成功!

Reference

Michael McMillan, (2014). Data Structures & Algorithms with JavaScript. Beijing: O’Reilly Media, Inc. and Posts & Telecom Press.

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