开发中常用的数据结构

在软件开发中，常用的数据结构具有各自的场景和应用。以下是一些常见的数据结构、它们的应用场景以及相应的代码示例：

1. 数组（Array）:

   • 场景：用于存储一组相同类型的元素，通过索引访问元素。
   • 例子：

     let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
     console.log(numbers[2]); // 输出 3
     

2. 链表（Linked List）:

   • 由节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的引用
   • 场景：适用于频繁的插入和删除操作。
   • 例子：

     class Node {
       constructor(data) {
         this.data = data;
         this.next = null;
       }
     }
     
     let list = new Node(1);
     list.next = new Node(2);
     

3. 栈（Stack）:

   • 后进先出（LIFO）的数据结构
   • 场景：处理函数调用、表达式求值、撤销操作，浏览器的前进后退历史记录
   • 例子：

     let stack = [];
     stack.push(1);
     stack.push(2);
     let poppedItem = stack.pop(); // 输出 2
     

4. 队列（Queue）:

   • 先进先出（FIFO）的数据结构。
   • 场景：处理任务调度、广度优先搜索等。打印队列，任务调度
   • 例子：

     let queue = [];
     queue.push(1);
     queue.push(2);
     let dequeuedItem = queue.shift(); // 输出 1
     

5. 树（Tree）:

   • 用于表示层次关系的数据结构
   • 场景：用于表示层次关系，例如 DOM 树、文件系统树、二叉树。
   • 例子：

     class TreeNode {
       constructor(value) {
         this.value = value;
         this.children = [];
       }
     }
     
     let root = new TreeNode(1);
     root.children.push(new TreeNode(2));
     

6. 图（Graph）:

   • 由节点和边组成的数据结构
   • 场景：表示网络结构、社交网络等。社交网络中的好友关系。
   • 例子：

     class Graph {
       constructor() {
         this.nodes = [];
         this.edges = [];
       }
     }
     
     let socialNetwork = new Graph();
     // 添加节点和边...
     

7. 哈希表（Hash Table）:

   • 通过散列函数将关键字映射到数组的索引。
   • 场景：用于快速查找、存储键值对。
   • JavaScript 中的对象，键值对 { “name”: “John”, “age”: 25 }。
   • 例子：

     let hashMap = {};
     hashMap["name"] = "John";
     console.log(hashMap["name"]); // 输出 "John"
     

8. 堆（Heap）:

   • 用于快速找到最大或最小元素的数据结构。
   • 场景：用于优先队列、堆排序等。
   • 例子：

     let minHeap = [3, 5, 8, 2, 1];
     // 实际应用中可能使用专门的堆数据结构
     

9. 集合（Set）和映射（Map）:

   • 集合是不重复元素的集合。
   • 映射是键值对的集合。
   • 场景：集合用于存储唯一元素，映射用于存储键值对。
   • 例子：

     let uniqueNumbers = new Set([1, 2, 3, 1]);
     let keyValueMap = new Map();
     keyValueMap.set("name", "Alice");
     

10. 链表哈希表（LinkedHashMap）:

    • 哈希表和链表的结合，用于保持元素的插入顺序。
    • 场景：保持元素的插入顺序。Java 中的 LinkedHashMap。
    • 例子：在某些编程语言中，有专门的实现。

11. Trie（字典树）:

    • 用于高效存储和搜索字符串集合。
    • 场景：用于高效存储和搜索字符串集合。自动完成功能，单词搜索树。
    • 例子：

      class TrieNode {
        constructor() {
          this.children = {};
          this.isEndOfWord = false;
        }
      }
      
      let trie = new TrieNode();
      // 添加单词、搜索单词...