javascript linkedlist data structures
2015-12-27 11:49
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在使用C++的时候我们经常会使用到各种容器，这些容器其实就是一种数据结构。在java中其实也是如此。但是由于javascript只给我们提供了一种内置的数据结构数组，准备来说是对象。没有我们常见的那些数据结构，但是在实际的工作中我们却不能离开这些常见的数据结构。所以我们只能去自己构造了。
虽然javascript中的数组的操作，比C++/java等操作数组方便的多，但是毕竟数组是一种对象，在对数据进行处理的时候效率还是很低的。所以有时候我们要自己构造想要的数据结构了。
定义（define）：
链表是有一组节点组成的集合。每个节点都包含两部分：第一部分是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的引用域。每个节点都会使用一个对象的引用来指向他的后继节点。这个对后继对象的引用就是我们常说的链。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。因此在除了对数据元素的随机访问使用数组外，其他情况下在使用一位数组的地方，都可以使用链表。
我们知道数组主要是靠位置来进行引用元素的，而链表则是通过彼此之间的关系来引用的。在我们想查找一个再链表中的元素的时候，我们就必须从链表头开始遍历查找。然而在标示链表头的时候确实有些麻烦，利用javascript的灵活性，我想我们还是很容易就解决的。从上图中我们也看到最后一个元素的引用应该设置为null。由于在链表中插入禾删除元素，只需要改变自身元素与相邻元素的引用就可以了，不必像数组那样移动元素的位置，这样看起来效率会高一点。
构建链表（construct linked list）：
我们设计的这个链表是一个基于对象的链表，包括两个类：Node类用来表示节点，LinkedList类用来提供插入节点，删除节点，查询节点元素个数。。等一些列操作。
Node类：
Node类包含两个属性，element用来保存节点的元素，next用来保存指向下一个节点的链接。head节点的next属性我们暂且设置为null，当有数据插入的时候我们在设置head的next属性指向这个新元素。
LinkedList类：
LinkedList类和Node类一样也是一个构造函数，但LinkListed类只有一个属性，那就是使用一个Node节点来保存该链表的头节点。
上面就是一个比较构造一个普通链表的方式。里面包含了基本的链表操作方法。
在浏览器的Cnsole中查看结果。
链表在日常 使用中还有双向链表，循环链表。。。
首先来看一下双向链表吧：
在上面创建的链表中我们只能从链表的头遍历到链表的尾，二双向链表让我们既能从链表的头遍历到尾，也能让我们从尾遍历到头。其实很简单，我们在每个节点中增加一个属性，这个属性指向前驱节点的链接，这样只是给插入与删除节点多添加一些代码罢了。如图：
展示了双向链表的工作原理。
循环列表：
循环链表是另一种形式的链式存贮结构。它的特点是表中最后一个结点的引用指向头节点，整个链表形成一个环
从链表的尾部向后移动，将会从新遍历这个链表。
当我们在使用循环链表的时候，注意不要使程序陷入死循环。。。在以前这些方法的基础上我们还可以编写更多的方法，来简化我们的使用和操作。
虽然javascript中的数组的操作，比C++/java等操作数组方便的多，但是毕竟数组是一种对象，在对数据进行处理的时候效率还是很低的。所以有时候我们要自己构造想要的数据结构了。
定义（define）：
链表是有一组节点组成的集合。每个节点都包含两部分：第一部分是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的引用域。每个节点都会使用一个对象的引用来指向他的后继节点。这个对后继对象的引用就是我们常说的链。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。因此在除了对数据元素的随机访问使用数组外，其他情况下在使用一位数组的地方，都可以使用链表。
我们知道数组主要是靠位置来进行引用元素的，而链表则是通过彼此之间的关系来引用的。在我们想查找一个再链表中的元素的时候，我们就必须从链表头开始遍历查找。然而在标示链表头的时候确实有些麻烦，利用javascript的灵活性，我想我们还是很容易就解决的。从上图中我们也看到最后一个元素的引用应该设置为null。由于在链表中插入禾删除元素，只需要改变自身元素与相邻元素的引用就可以了，不必像数组那样移动元素的位置，这样看起来效率会高一点。
构建链表（construct linked list）：
我们设计的这个链表是一个基于对象的链表，包括两个类：Node类用来表示节点，LinkedList类用来提供插入节点，删除节点，查询节点元素个数。。等一些列操作。
Node类：
function Node (element){
this.element = element;
this.next = null;
}Node类包含两个属性，element用来保存节点的元素，next用来保存指向下一个节点的链接。head节点的next属性我们暂且设置为null，当有数据插入的时候我们在设置head的next属性指向这个新元素。
LinkedList类：
LinkedList类和Node类一样也是一个构造函数，但LinkListed类只有一个属性，那就是使用一个Node节点来保存该链表的头节点。
<html>
<head>
<title>Date Example</title>
</head>
<body>
<div id="content"></div>
<input type="button" value="Set InnerHTML" onclick="testDate()">
<script type="text/javascript">
// Node construct
function Node (element){ this.element = element; this.next = null; }
// LinkedList construct
function LinkedList (){
this.head = new Node("head");
// 遍历链表查找给定的数据(我们要把数据插入到那个节点的后面)
this.find = function (item){
var currNode = this.head;
while (currNode.element != item){
currNode = currNode.next;
}
return currNode
};
// 向链表中插入一个节点
this.insert = function (newElem, item){
var newNode = new Node(newElem);
var current = this.find(item);
newNode.next = current.next;
current.next = newNode;
};
// 查询前一个节点
this.findPrevious = function (item){
var currNode = this.head;
while ((currNode.next != null) && (currNode.next.element != item)){
currNode = currNode.next;
}
return currNode;
};
// 删除某个节点
this.remove = function (item){
var prevNode = this.findPrevious(item);
if (prevNode.next != null){
prevNode.next = prevNode.next.next;
}
};
// 显示列表中的节点
this.display = function (){
var currNode = this.head;
while (currNode.next != null){
console.log("current Node is:" + currNode.next.element);
currNode = currNode.next;
}
};
}
</script>
</body>
</html>
上面就是一个比较构造一个普通链表的方式。里面包含了基本的链表操作方法。
var cities = new LinkedList();
cities.insert("shang", "head");
cities.insert("hai", "shang");
cities.insert("shan", "hai");
cities.insert("xi", "shan");
cities.display();在浏览器的Cnsole中查看结果。
链表在日常 使用中还有双向链表，循环链表。。。
首先来看一下双向链表吧：
在上面创建的链表中我们只能从链表的头遍历到链表的尾，二双向链表让我们既能从链表的头遍历到尾，也能让我们从尾遍历到头。其实很简单，我们在每个节点中增加一个属性，这个属性指向前驱节点的链接，这样只是给插入与删除节点多添加一些代码罢了。如图：
展示了双向链表的工作原理。
<html>
<head>
<title>Date Example</title>
</head>
<body>
<div id="content"></div>
<input type="button" value="Set InnerHTML" onclick="testDate()">
<script type="text/javascript">
// Node construct
function Node (element){
this.element = element;
this.next = null;
this.previous = null;
}
// LinkedList construct
function LinkedList (){
this.head = new Node("head");
// 遍历链表查找给定的数据(我们要把数据插入到那个节点的后面)
this.find = function (item){
var currNode = this.head;
while (currNode.element != item){
currNode = currNode.next;
}
return currNode
};
// 向链表中插入一个节点
this.insert = function (newElem, item){
var newNode = new Node(newElem);
var current = this.find(item);
newNode.next = current.next;
newNode.previous = current;
current.next = newNode;
};
// 查找最后一个节点(便于我们从后往前遍历)
this.findLast = function (){
var lastNode = this.head;
while (lastNode.next != null){
lastNode = lastNode.next;
}
return lastNode;
};
// 反序显示双向列表中的元素
this.displayReverse = function (){
var currNode = this.head;
currNode = this.findLast();
while (currNode.previous != null){
console.log("current Node is:" + currNode);
currNode = currNode.previous;
}
};
// 删除某个节点
this.remove = function (item){
var crrNode = this.find(item);
if (crrNode.next != null){
currNode.previous.next = currNode.next;
currNode.next.previous = currNode.preious;
currNode.previous = null;
currNode.next = null;
}
};
// 显示列表中的节点
this.display = function (){
var currNode = this.head;
while (currNode.next != null){
console.log("current Node is:" + currNode.next.element);
currNode = currNode.next;
}
};
}
var cities = new LinkedList(); cities.insert("shang", "head"); cities.insert("hai", "shang"); cities.insert("shan", "hai"); cities.insert("xi", "shan"); cities.display();
</script>
</body>
</html>
循环列表：
循环链表是另一种形式的链式存贮结构。它的特点是表中最后一个结点的引用指向头节点，整个链表形成一个环
从链表的尾部向后移动，将会从新遍历这个链表。
<html>
<head>
<title>Date Example</title>
</head>
<body>
<div id="content"></div>
<input type="button" value="Set InnerHTML" onclick="testDate()">
<script type="text/javascript">
// Node construct
function Node (element){ this.element = element; this.next = null; }
// LinkedList construct
function LinkedList (){
this.head = new Node("head");
this.head.next = this.head;
// 遍历链表查找给定的数据(我们要把数据插入到那个节点的后面)
this.find = function (item){
var currNode = this.head;
while ((currNode.element != item) && (currNode.next.element != "head")){
currNode = currNode.next;
}
return currNode
};
// 向链表中插入一个节点
this.insert = function (newElem, item){
var newNode = new Node(newElem);
var current = this.find(item);
newNode.next = current.next;
current.next = newNode;
};
// 查询前一个节点
this.findPrevious = function (item){
var currNode = this.head;
while ((currNode.next != null) && (currNode.next.element != item) && (currNode.next.element != "head")){
currNode = currNode.next;
}
return currNode;
};
// 删除某个节点
this.remove = function (item){
var prevNode = this.findPrevious(item);
if (prevNode.next != null){
prevNode.next = prevNode.next.next;
}
};
// 显示列表中的节点
this.display = function (){
var currNode = this.head;
while ((currNode.next != null) && (currNode.next.element != "head")){
console.log("current Node is:" + currNode.next.element);
currNode = currNode.next;
}
};
}
var cities = new LinkedList(); cities.insert("shang", "head"); cities.insert("hai", "shang"); cities.insert("shan", "hai"); cities.insert("xi", "shan"); cities.display();
</script>
</body>
</html>
当我们在使用循环链表的时候，注意不要使程序陷入死循环。。。在以前这些方法的基础上我们还可以编写更多的方法，来简化我们的使用和操作。
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