单链表
是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。
单链表是链表的其中一种基本结构。在结点中数据域用来存储数据元素，指针域用于指向下一个具有相同结构的结点。
因为只有一个指针结点，称为单链表。
头结点、头指针和首元结点
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头结点：有时，在链表的第一个结点之前会额外增设一个结点，结点的数据域一般不存放数据（有些情况下也可以存放链表的长度等信息），此结点被称为头结点。
若头结点的指针域为空（NULL），表明链表是空表。头结点对于链表来说，不是必须的，在处理某些问题时，给链表添加头结点会使问题变得简单。
首元结点：链表中第一个元素所在的结点，它是头结点后边的第一个结点。
头指针：永远指向链表中第一个结点的位置（如果链表有头结点，头指针指向头结点；否则，头指针指向首元结点）。
头结点和头指针的区别：头指针是一个指针，头指针指向链表的头结点或者首元结点；头结点是一个实际存在的结点，它包含有数据域和指针域。两者在程序中的直接体现就是：头指针只声明而没有分配存储空间，头结点进行了声明并分配了一个结点的实际物理内存。
// 封装链表的构造函数
function LinkedList() {
// 封装一个Node类, 用于保存每个节点信息
function Node(element) {
this.element = element
this.next = null
}
// 链表中的属性
this.length = 0
this.head = null
// 链表尾部追加元素方法
LinkedList.prototype.append = function (element) {
// 1.根据新元素创建节点
var newNode = new Node(element)
// 2.判断原来链表是否为空
if (this.head === null) { // 链表尾空
this.head = newNode
} else { // 链表不为空
// 2.1.定义变量, 保存当前找到的节点
var current = this.head
while (current.next) {
current = current.next
}
// 2.2.找到最后一项, 将其next赋值为node
current.next = newNode
}
// 3.链表长度增加1
this.length++
}
// 链表的toString方法
LinkedList.prototype.toString = function () {
// 1.定义两个变量
var current = this.head
var listString = ""
// 2.循环获取链表中所有的元素
while (current) {
listString += "," + current.element
current = current.next
}
// 3.返回最终结果
return listString.slice(1)
}
// 根据下标插入元素
LinkedList.prototype.insert = function (position, element) {
// 1.检测越界问题: 越界插入失败 （当postion 为最后this.length时，插入其实就类似于append方法）
if (position < 0 || position > this.length) return false
// 2.定义变量, 保存信息
var newNode = new Node(element)
var current = this.head // 当前元素
var previous = null // 保存上一个元素
index = 0
// 3.判断是否列表是否在第一个位置插入
if (position == 0) {
newNode.next = current
this.head = newNode
} else {
while (index++ < position) {
previous = current
current = current.next
}
newNode.next = current
previous.next = newNode
}
// 4.length+1
this.length++
return true
}
// 根据位置移除节点
LinkedList.prototype.removeAt = function (position) {
// 1.检测越界问题: 越界移除失败, 返回null （可以操作的postion 是 0 到 length-1）
if (position < 0 || position >= this.length) return null
// 2.定义变量, 保存信息
var current = this.head
var previous = null
var index = 0
// 3.判断是否是移除第一项
if (position === 0) {
this.head = current.next
} else {
while (index++ < position) {
previous = current
current = current.next
}
previous.next = current.next
}
// 4.length-1
this.length--
// 5.返回移除的数据
return current.element
}
// 根据元素获取链表中的位置
LinkedList.prototype.indexOf = function (element) {
// 1.定义变量, 保存信息
var current = this.head
index = 0
// 2.找到元素所在的位置
while (current) {
if (current.element === element) {
return index
}
index++
current = current.next
}
// 3.来到这个位置, 说明没有找到, 则返回-1
return -1
}
// 根据元素删除信息
LinkedList.prototype.remove = function (element) {
var index = this.indexOf(element)
return this.removeAt(index)
}
// 判断链表是否为空
LinkedList.prototype.isEmpty = function () {
return this.length == 0
}
// 获取链表的长度
LinkedList.prototype.size = function () {
return this.length
}
// 获取第一个节点
LinkedList.prototype.getFirst = function () {
return this.head.element
}
}
双向链表
双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。
头指针的指针域储存着储存头节点的地址
尾指针的指针域存储着储存尾节点的地址
单链表的缺陷
单链表只能从头结点开始访问链表中的数据元素，如果需要逆序访问单链表中的数据元素将极其低效。
// 创建双向链表的构造函数
function DoublyLinkedList() {
// 创建节点构造函数
function Node(element) {
this.element = element
this.next = null // 指向前一个节点
this.prev = null // 指向后一个节点
}
// 定义属性
this.length = 0
this.head = null // 头指针 指向第一个节点
this.tail = null // 尾指针 指向最后一个节点
// 定义相关操作方法
// 在尾部追加数据
DoublyLinkedList.prototype.append = function (element) {
// 1.根据元素创建节点
var newNode = new Node(element)
// 2.判断列表是否为空列表
if (this.head == null) {
this.head = newNode
this.tail = newNode
} else {
this.tail.next = newNode
newNode.prev = this.tail
this.tail = newNode
}
// 3.length+1
this.length++
}
// 在任意位置插入数据
DoublyLinkedList.prototype.insert = function (position, element) {
// 1.判断越界的问题
if (position < 0 || position > this.length) return false
// 2.创建新的节点
var newNode = new Node(element)
// 3.判断插入的位置
if (position === 0) { // 在第一个位置插入数据
// 判断链表是否为空
if (this.head == null) {
this.head = newNode
this.tail = newNode
} else {
this.head.prev = newNode
newNode.next = this.head
this.head = newNode
}
} else if (position === this.length) { // 插入到最后的情况
// 思考: 这种情况是否需要判断链表为空的情况呢? 答案是不需要, 为什么?
this.tail.next = newNode
newNode.prev = this.tail
this.tail = newNode
} else { // 在中间位置插入数据
// 定义属性
var index = 0
var current = this.head
var previous = null
// 查找正确的位置
while (index++ < position) {
previous = current
current = current.next
}
// 交换节点的指向顺序
newNode.next = current
newNode.prev = previous
current.prev = newNode
previous.next = newNode
}
// 4.length+1
this.length++
return true
}
// 根据位置删除对应的元素
DoublyLinkedList.prototype.removeAt = function (position) {
// 1.判断越界的问题
if (position < 0 || position >= this.length) return null
// 2.判断移除的位置
var current = this.head
if (position === 0) {
if (this.length == 1) {
this.head = null
this.tail = null
} else {
this.head = this.head.next
this.head.prev = null
}
} else if (position === this.length -1) {
current = this.tail
this.tail = this.tail.prev
this.tail.next = null
} else {
var index = 0
var previous = null
while (index++ < position) {
previous = current
current = current.next
}
previous.next = current.next
current.next.prev = previous
}
// 3.length-1
this.length--
return current.element
}
// 根据元素获取在链表中的位置
DoublyLinkedList.prototype.indexOf = function (element) {
// 1.定义变量保存信息
var current = this.head
var index = 0
// 2.查找正确的信息
while (current) {
if (current.element === element) {
return index
}
index++
current = current.next
}
// 3.来到这个位置, 说明没有找到, 则返回-1
return -1
}
// 根据元素删除
DoublyLinkedList.prototype.remove = function (element) {
var index = this.indexOf(element)
return this.removeAt(index)
}
// 判断是否为空
DoublyLinkedList.prototype.isEmpty = function () {
return this.length === 0
}
// 获取链表长度
DoublyLinkedList.prototype.size = function () {
return this.length
}
// 获取第一个元素
DoublyLinkedList.prototype.getHead = function () {
return this.head.element
}
// 获取最后一个元素
DoublyLinkedList.prototype.getTail = function () {
return this.tail.element
}
// 遍历方法的实现
// 正向遍历的方法
DoublyLinkedList.prototype.forwardString = function () {
var current = this.head
var forwardStr = ""
while (current) {
forwardStr += "," + current.element
current = current.next
}
return forwardStr.slice(1)
}
// 反向遍历的方法
DoublyLinkedList.prototype.reverseString = function () {
var current = this.tail
var reverseStr = ""
while (current) {
reverseStr += "," + current.element
current = current.prev
}
return reverseStr.slice(1)
}
// 实现toString方法
DoublyLinkedList.prototype.toString = function () {
return this.forwardString()
}
}