优雅学习JavaScript数据结构——快速掌握链表！

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2024-02-19 12:28:53

深入探索链表：理解基础、操作和实现

什么是链表？

链表是一种基本的数据结构，由一系列相互连接的节点组成，每个节点存储一个数据元素和指向下一个节点的链接。这种结构使链表能够以高效和动态的方式存储和处理数据集合，尤其适合于处理具有顺序关系的数据。

链表的关键概念

节点： 链表的基本组成单元，包含数据和指向下一个节点的指针。
头节点： 链表的第一个节点，指向整个链表的起点。
尾节点： 链表的最后一个节点，指向整个链表的终点。

链表的基本操作

插入操作

头插法： 将新节点插入到链表的头部，成为新的头节点。
尾插法： 将新节点插入到链表的尾部，成为新的尾节点。

删除操作

头删法： 删除链表的头节点，将下一个节点设置为新的头节点。
尾删法： 删除链表的尾节点，将尾节点的前一个节点设置为新的尾节点。

查找操作

顺序查找： 从链表的头节点开始，逐个比较节点的数据，直到找到匹配项。
二分查找： 仅适用于已排序的链表，通过将链表不断一分为二的方式快速找到目标数据。

遍历操作

正序遍历： 从链表的头节点开始，依次访问每个节点的数据。
逆序遍历： 从链表的尾节点开始，依次访问每个节点的数据。

代码示例

class Node {
    constructor(data) {
        this.data = data;
        this.next = null;
    }
}

class LinkedList {
    constructor() {
        this.head = null;
        this.tail = null;
        this.length = 0;
    }

    // 插入操作
    insert(data) {
        // 创建新节点
        const newNode = new Node(data);

        // 如果链表为空，将新节点设为头节点和尾节点
        if (this.length === 0) {
            this.head = newNode;
            this.tail = newNode;
        } else {
            // 否则，将新节点插入到尾部
            this.tail.next = newNode;
            this.tail = newNode;
        }

        // 链表长度加一
        this.length++;
    }

    // 删除操作
    remove(data) {
        // 如果链表为空，直接返回
        if (this.length === 0) {
            return;
        }

        // 如果要删除的是头节点
        if (this.head.data === data) {
            // 如果链表只有一个节点，直接将头节点和尾节点都设为null
            if (this.length === 1) {
                this.head = null;
                this.tail = null;
            } else {
                // 否则，将头节点指向下一个节点
                this.head = this.head.next;
            }

            // 链表长度减一
            this.length--;

            // 返回
            return;
        }

        // 定义一个临时节点，指向头节点
        let current = this.head;
        // 定义一个前驱节点，指向null
        let prev = null;

        // 遍历链表，寻找要删除的节点
        while (current !== null) {
            // 如果找到要删除的节点
            if (current.data === data) {
                // 如果要删除的是尾节点
                if (current === this.tail) {
                    // 将尾节点指向前驱节点
                    this.tail = prev;
                } else {
                    // 否则，将前驱节点的next指向当前节点的next
                    prev.next = current.next;
                }

                // 链表长度减一
                this.length--;

                // 返回
                return;
            }

            // 将前驱节点指向当前节点
            prev = current;
            // 将当前节点指向下一个节点
            current = current.next;
        }
    }

    // 查找操作
    find(data) {
        // 定义一个临时节点，指向头节点
        let current = this.head;

        // 遍历链表，寻找要查找的节点
        while (current !== null) {
            // 如果找到要查找的节点
            if (current.data === data) {
                // 返回该节点
                return current;
            }

            // 将当前节点指向下一个节点
            current = current.next;
        }

        // 如果没有找到，返回null
        return null;
    }

    // 遍历操作
    traverse() {
        // 定义一个临时节点，指向头节点
        let current = this.head;

        // 遍历链表，访问每个节点的数据
        while (current !== null) {
            console.log(current.data);

            // 将当前节点指向下一个节点
            current = current.next;
        }
    }
}