JavaScript 数据结构之链表，解剖之美

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2024-02-13 19:26:02

链表的组成与特点

链表由一系列称为节点（Node）的元素组成，每个节点包含两个部分：

数据域：存储实际的数据值。
指针域：存储指向下一个节点的引用。

链表的第一个节点称为头节点（Head），它指向链表中的第一个数据节点，而最后一个节点称为尾节点（Tail），它的指针域为空，表示该节点之后没有更多的节点。

链表具有以下几个特点：

链表是一种动态数据结构，这意味着它的大小可以根据需要增长或缩小。
链表中的元素可以随机访问，但需要从头节点开始逐个遍历才能找到目标元素。
链表中的元素可以轻松插入或删除，而不需要移动其他元素。

链表的实现

在 JavaScript 中，我们可以使用对象或数组来实现链表。

使用对象实现链表

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

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

  // 添加元素到链表尾部
  append(data) {
    const newNode = new Node(data);
    if (this.length === 0) {
      this.head = newNode;
      this.tail = newNode;
    } else {
      this.tail.next = newNode;
      this.tail = newNode;
    }
    this.length++;
  }

  // 从链表头部移除元素
  removeFirst() {
    if (this.length === 0) {
      return null;
    }
    const removedNode = this.head;
    this.head = this.head.next;
    if (this.length === 1) {
      this.tail = null;
    }
    this.length--;
    return removedNode.data;
  }

  // 从链表中查找元素
  find(data) {
    let currentNode = this.head;
    while (currentNode !== null) {
      if (currentNode.data === data) {
        return currentNode;
      }
      currentNode = currentNode.next;
    }
    return null;
  }
}

使用数组实现链表

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

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

  // 添加元素到链表尾部
  append(data) {
    const newNode = new Node(data);
    if (this.length === 0) {
      this.head = newNode;
      this.tail = newNode;
    } else {
      this.tail.next = newNode;
      this.tail = newNode;
    }
    this.length++;
  }

  // 从链表头部移除元素
  removeFirst() {
    if (this.length === 0) {
      return null;
    }
    const removedNode = this.head;
    this.head = this.head.next;
    if (this.length === 1) {
      this.tail = null;
    }
    this.length--;
    return removedNode.data;
  }

  // 从链表中查找元素
  find(data) {
    let currentNode = this.head;
    while (currentNode !== null) {
      if (currentNode.data === data) {
        return currentNode;
      }
      currentNode = currentNode.next;
    }
    return null;
  }
}

// 使用数组实现链表
class LinkedListArray {
  constructor() {
    this.data = [];
    this.length = 0;
  }

  // 添加元素到链表尾部
  append(data) {
    this.data.push(data);
    this.length++;
  }

  // 从链表头部移除元素
  removeFirst() {
    if (this.length === 0) {
      return null;
    }
    const removedData = this.data.shift();
    this.length--;
    return removedData;
  }

  // 从链表中查找元素
  find(data) {
    const index = this.data.indexOf(data);
    if (index === -1) {
      return null;
    }
    return this.data[index];
  }
}