内容简介:最近被小伙伴问到链表是什么,链表作为一种常见的数据结构,但是很多前端coder对此并不了解,写下这篇文章,介绍下链表的js实现,不了解链表的同学也可以做个参考· 表示一个节点node ···js function ListNode(key){ // 节点就单纯是一个数据结构,不需要其他方法 this.key = key; // 传入的key this.next = null; // 初始化时,下一个节点指向null }当头指针不为null时,新插入的节点的next指针首先指向头指针指向的节点,然后将头指针
最近被小伙伴问到链表是什么,链表作为一种常见的数据结构,但是很多前端coder对此并不了解,写下这篇文章,介绍下链表的js实现,不了解链表的同学也可以做个参考
单向链表
- 和数组区别,地址离散。它在内存地址中可以离散的分配,由于它是离散的分配,所以他可以省去很多的麻烦,不像数组由于预留空间不足经常需要拷贝,分配新的内存地址
- 总体上还是线性的数据,属于链式的排列
程序表示
· 表示一个节点node ···js function ListNode(key){ // 节点就单纯是一个数据结构,不需要其他方法 this.key = key; // 传入的key this.next = null; // 初始化时,下一个节点指向null }
- 表示单向链表 ```js class LinkedList { // 使用class,可以添加其他方法 constructor(){ this.head = null; // 初始化时,头指针指向null } } 复制代码
向空链表中插入元素
- 创建一个空链表,HEAD指针指向NULL
const list = new LinkedList() 复制代码
- 创建一个包含数据1的节点
const node = new ListNode(1) 复制代码
- 将HEAD指针指向节点
list.head = node; 复制代码
- 当前链表结构
LinkedList { head: ListNode { key: 1, next: null } } 复制代码
- 再插入一个元素2
- 再创建一个包含数据2的节点
const node2 = new ListNode(2) 复制代码
- 将节点2的next指针指向节点1
node2.next = node; 复制代码
- 调整HEAD指针指向节点2
list.head = node2; 复制代码
- 当前链表结构
LinkedList { head: ListNode { key: 2, next: ListNode { key: 1, next: null } } } 复制代码
插入的完整程序 (时间复杂度O(1))
当头指针不为null时,新插入的节点的next指针首先指向头指针指向的节点,然后将头指针指向插入的节点
class LinkedList { constructor(){ this.head = null; } insert(node){ if(this.head !== null){ node.next = this.head } this.head = node; } } 复制代码
在链表中查找节点(时间复杂度O(n))
class LinkedList { ... find(node){ let p = this.head; // 创建一个遍历指针 while(p && p !== node){ // 当p为null或者p为node时,停止遍历 p = p.next; } return p; // 如果node在链表中, p = node,否则返回null } } 复制代码
已知节点2,删除节点2
- 找到节点2之前的节点prev 这是一个O(n)的操作
prev.next = node2.next; 复制代码
双向链表图示
双向链表(Double Linked-List)
- 追加(append/push) - O(1)
- 索引 访问/修改 (A[idx] = ...) - O(n)
- 插入 (insert) - O(1)
- 删除 (delete/remove) - O(1)
- 合并 (merge/concat) - O(1)
从api上看,链表比数组 在索引上变慢了,但是在插入、删除、合并上都变快了
双向链表程序
- 表示一个链表节点
function ListNode(key){ this.key = key; this.prev = null; this.next= null; } 复制代码
- 表示双向链表
class DoubleLinkedList { constructor(){ this.head = null; } } 复制代码
双向链表删除元素2 (时间复杂度O(1))
节点2的前一个节点(节点1)的next指针指向节点2的下一个节点(节点3)
node2.prev.next = node2.next 复制代码
节点2的下一个节点(节点2)的prev指针指向节点2的上一个节点(节点1)
node2.next.prev = node2.prev; 复制代码
删除节点2的指针,减少引用计数
delete node2.next; delete node2.prev 复制代码
双向链表的插入 - O(1)
insert(node) { if(!(node instanceof ListNode)){ node = new ListNode(node); } if (this.tail === null) { this.tail = node; } if (this.head !== null) { this.head.prev = node; node.next = this.head; } this.head = node; } 复制代码
双向链表的合并 - O(m+n)
为了让合并操作可以在O(1)完成,除了头指针head外,还需要维护一个尾指针tail。
merge(list) { this.tail.next = list.head; list.head.prev = this.tail; this.tail = list.tail; } 复制代码
打印双向链表
print() { let str = ''; let p = this.head while (p !== null) { str += p.key + '<->'; p = p.next; } console.log(str += 'NULL'); } 复制代码
- 完整代码
class DoubleLinkedList { constructor() { this.head = null; this.tail = null; } print() { let str = ''; let p = this.head while (p !== null) { str += p.key + '<->'; p = p.next; } console.log(str += 'NULL'); } insert(node) { if(!(node instanceof ListNode)){ node = new ListNode(node); } if (this.tail === null) { this.tail = node; } if (this.head !== null) { this.head.prev = node; node.next = this.head; } this.head = node; } merge(list) { this.tail.next = list.head; list.head.prev = this.tail; this.tail = list.tail; } } class ListNode { constructor(key) { this.prev = null this.next = null this.key = key } } const list = new DoubleLinkedList() list.print() // 输出: NULL for (let i = 0; i < 5; i++) { list.insert(String.fromCharCode('A'.charCodeAt(0) + i)) } list.print() // 输出: E<->D<->C<->B<->A<->NULL list.insert('X') list.print() // 输出: X<->E<->D<->C<->B<->A<->NULL const list2 = new DoubleLinkedList() list2.insert('Q') list2.insert('P') list2.insert('O') list2.print() // 输出 O<->P<->Q<->NULL list2.merge(list) list2.print() // 输出 O<->P<->Q<->X<->E<->D<->C<->B<->A<->NULL 复制代码
扩展方法
在链表的使用中,经常要用到一些方法,让我们来实现它吧
- 翻转单向链表
class List { ... reverse(p = this.head){ if(p.next){ reverse(p.next); p.next.next = p; p.next = null }else{ this.head = p; } } } 复制代码
- 写一个函数
center(list)
找到一个链表的中间节点。 如果链表有基数个节点,那么返回中心节点。 如果链表有偶数个节点,返回中间偏左的节点。
// 解法一: 空间复杂度高 O(n) 时间复杂度O(n) const center = (list)=>{ let p = list.head const arr = [] while(p){ arr.push(p) p = p.next; } return arr.length % 2 ? arr[~~(arr.length/2)] : arr[arr.length/2-1] } // 解法二 时间复杂度O(n) const center = (list)=>{ let p = list.head if(p==null) return null let count = 0 while(p){ count++; p = p.next; } count = count % 2 ? ~~(count/2) : count/2-1 p = list.head; while(count){ count-- p = p.next; } return p } // 解法三 function center(list) { let fast = list.head, // 快指针,每次移动两个 slow = list.head // 慢指针,每次移动一个 while(fast) { fast = fast.next fast && (fast = fast.next) fast && (fast = fast.next) fast && (slow = slow.next) } return slow } const list = new DoubleLinkedList() console.log(center(list) )// null list.insert(4) list.insert(3) list.insert(2) list.insert(1) // list = 1-2-3-4 const node = center(list) // node.key = 2 console.log(node) list.insert(5) // list = 5-1-2-3-4 const node2 = center(list) // node.key = 2 console.log(node2) 复制代码
以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网
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