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.