JS中的算法与数据结构——链表(Linked-list)

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2024-04-19 10:21 61阅读 0赞

要存储多个元素，数组（或列表）可能是最常用的数据结构。但这种数据结构有一个缺点：（在大多数语言中）数据的大小是固定的，从数组的起点或中间插入或移除项的成本很高。

链表存储有序的集合，但不同于数组，链表中的元素在内存中并不是连续放置的。每个元素由一个存储元素本身的节点和一个指向下一个元素的引用（也称指针或链接）组成。

相对于传统的数组，链表的一个好处是，添加或移除元素的时候不需要移动其他元素。然而，链表需要使用指针，因此实现链表时需要额外注意。数组的另一个细节是可以直接访问任何位置的任何元素，而想要访问链表中间的一个元素，需要从起点（表头）开始迭代列表直到找到所需的元素。

举个例子，我们玩寻宝游戏，你有一条线索，这条线索是指向寻找下一条线索的地点的指针。你沿着这条链接去下一个地点，得到另一条指向再下一处的线索。得到列表中间的线索的唯一办法，就是从起点（第一条线索）顺着列表去寻找。

链表其实有许多的种类：单向链表、双向链表、单向循环链表和双向循环链表。

# 链表的定义 #

链表是一组节点组成的集合，每个节点都使用一个对象的引用来指向它的后一个节点。指向另一节点的引用讲做链。  
![在这里插入图片描述][20190917103716832.png]  
其中，data中保存着数据，next保存着下一个链表的引用。上图中，我们说 data2 跟在 data1 后面，而不是说 data2 是链表中的第二个元素。上图，值得注意的是，我们将链表的尾元素指向了 null 节点，表示链接结束的位置。

由于链表的起始点的确定比较麻烦，因此很多链表的实现都会在链表的最前面添加一个特殊的节点，称为 头节点，表示链表的头部。进过改造，链表就成了如下的样子：  
![在这里插入图片描述][20190917103749623.png]  
向链表中插入一个节点的效率很高，需要修改它前面的节点(前驱)，使其指向新加入的节点，而将新节点指向原来前驱节点指向的节点即可。下面我将用图片演示如何在 data2 节点 后面插入 data4 节点。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzMDQzODU5_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
同样，从链表中删除一个节点，也很简单。只需将待删节点的前驱节点指向待删节点的，同时将待删节点指向null，那么节点就删除成功了。下面我们用图片演示如何从链表中删除 data4 节点。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzMDQzODU5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 链表的设计 #

我们设计链表包含两个类，一个是 Node 类用来表示节点，另一个事 LinkedList 类提供插入节点、删除节点等一些操作。

## Node类 ##

Node类包含连个属性： element 用来保存节点上的数据，next 用来保存指向下一个节点的链接。

## LinkedList类 ##

LinkedList类提供了对链表进行操作的方法，包括插入删除节点，查找给定的值等。

# 单向链表 #

# 双向链表 #

尽管从链表的头节点遍历链表很简单，但是反过来，从后向前遍历却不容易。我们可以通过给Node类增加一个previous属性，让其指向前驱节点的链接，这样就形成了双向链表，如下图:  
![在这里插入图片描述][20190917110339637.png]  
此时，向链表插入一个节点就要更改节点的前驱和后继了，但是删除节点的效率提高了，不再需要寻找待删除节点的前驱节点了。

# 循环链表 #

循环链表和单链表相似，节点类型都是一样，唯一的区别是，在创建循环链表的时候，让其头节点的 next 属性执行它本身，即

head.next = head;

这种行为会导致链表中每个节点的 next 属性都指向链表的头节点，换句话说，也就是链表的尾节点指向了头节点，形成了一个循环链表，如下图所示：  
![在这里插入图片描述][2019091711243552.png]

参考：  
https://www.jianshu.com/p/b4111327e843  
https://blog.csdn.net/ab31ab/article/details/91472531  
https://www.jianshu.com/p/f254ec665e57

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