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
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();
删除"shanghai"
后,再次展示
cities.remove("shanghai");
cities.display();
删除成功!
Reference
Michael McMillan, (2014). Data Structures & Algorithms with JavaScript. Beijing: O’Reilly Media, Inc. and Posts & Telecom Press.