[ JavaScript ] 資料結構與演算法 —— 連結串列

yhtx1997發表於2019-02-19

本篇主要有三部分

什麼是連結串列
連結串列的實現
連結串列的變種

原始碼地址：github.com/yhtx1997/Sm…

另外，今天2019年2月18日上午發現 2048-vue 版，程式碼版本不對，且最新版本遺失，無奈只得重新修復了下
2048-vue地址： github.com/yhtx1997/Sm…

什麼是連結串列

連結串列儲存有序的元素集合，但不同於陣列，連結串列中的元素在記憶體中並不是連續放置的。每個元素由一個儲存元素本身的節點和一個指向下一個元素的引用（也稱指標或連結）組成。
相對於傳統的陣列，連結串列的一個好處在於，新增或移除元素的時候不需要移動其他元素。然而，連結串列需要使用指標，因此實現連結串列時需要額外注意。陣列的另一個細節是可以直接訪問任何位置的任何元素，而要想訪問連結串列中間的一個元素，需要從起點（表頭）開始迭代列表直到找到所需的元素。
如下圖：

注：其中 00 06 10 12 18 為假定在記憶體中的地址

我將已經做好的連結串列存入資料，然後在控制檯列印出來是這樣的：

它看起來就像是這樣的，一層套一層

其實應該是下面這樣，類似於栓狗的鐵鏈

連結串列的實現

連結串列功能

新增元素
獲取指定位置元素
在指定位置插入元素
移除指定位置的元素
返回指定元素的位置
移除指定元素
是否為空
長度
獲取表頭
清空連結串列
轉換為字串輸出

// 連結串列元素
class Node {
    constructor(element) {
        this.element = element; // 元素
        this.next = undefined; // 指向下一個元素
    }
}
class LinkedList {
    // 建構函式宣告一些全域性變數
    constructor(){
        this.count = 0; // 長度
        this.head = undefined; // 第一個元素
    }
    // 新增元素
    push(element) {
        
    }
    // 獲取指定位置元素
    getElementAt(index) {
        
    }
    // 在指定位置插入元素
    insert(element, index) {
        
    }
    // 移除指定位置的元素
    removeAt(index) {
    
    }
    // 返回指定元素的位置
    indexOf(element) {
        
    }
    // 移除指定元素
    remove(element) {
        
    }
    // 是否為空
    isEmpty() {
        
    }
    // 長度
    size() {
        
    }
    // 獲取表頭
    getHead() {
       
    }
    // 清空連結串列
    clear() {
        
    }
    // 轉換為字串輸出
    toString() {
        
    }
}
複製程式碼

程式碼實現

class LinkedList {
    // 建構函式宣告一些全域性變數
    constructor(){
        this.count = 0; // 長度
        this.head = undefined; // 第一個元素
    }
    // 新增元素
    push(element) {
        const node = new Node(element);
        if (this.head === undefined) {
            this.head = node;
        } else {
            let current = this.head;
            while (current.next !== undefined) {
                current = current.next;
            }
            current.next = node;
        }
        this.count++;
    }
    // 獲取指定位置元素
    getElementAt(index) {
        // 判斷不是空連結串列
        if (this.isEmpty() || index > this.count || index < 0) { 
            // 非空才能繼續處理
            // 判斷不大於最大長度，不小於最小長度（0）
            return undefined;
        }
        // 迴圈找到元素
        let current = this.head;
        for (let i = 0; i < index; i++){
            current = current.next;
        }
        return current;// 返回找到的元素
    }
    // 在指定位置插入元素
    insert(element, index) {
        // 建立一個元素
        let current = new Node(element);
        // 首先確定是不是在首位置插入
        if (index === 0){
            current.next = this.head;
            this.head = current;
        } else {
            // 找到指定位置前一個元素
            let previous = this.getElementAt(index - 1);
            // 將前一個元素的 next 賦值給插入元素的 next
            current.next = previous.next;
            // 將插入元素的 node 賦值給前一個元素的 next
            previous.next = current;
        }
        this.count++;
    }
    // 移除指定位置的元素
    removeAt(index) {
        let current = this.head;
        if (index === 0){
            this.head = current.next;
        } else {
            // 找到這個元素和這個元素之前的元素
            let previous = this.getElementAt(index - 1);
            current = previous.next;
            // 將這個元素的 next 賦值給這個元素之前元素的 next
            previous.next = current.next;
        }
        this.count--;
        // 返回要移除的元素
        return current.element;
    }
    // 返回指定元素的位置
    indexOf(element) {
        // 從頭開始找
        let current = this.head;
        // 不超過最大長度
        for (let i = 0; i < this.size() && current != null; i++){
            if (current.element === element){ // 找到相等的就返回下標
                return i;
            }
            current = current.next;
        }
        return -1;
    }
    // 移除指定元素
    remove(element) {
        // 獲取指定元素位置
        let index = this.indexOf(element);
        // 移除指定位置元素
        return this.removeAt(index);
    }
    // 是否為空
    isEmpty() {
        return this.size() === 0;
    }
    // 長度
    size() {
        return this.count;
    }
    // 獲取表頭
    getHead() {
        return this.head;
    }
    // 清空連結串列
    clear() {
        this.head = undefined;
        this.count = 0;
    }
    // 轉換為字串輸出
    toString() {
        if (this.head == null) {
            return '';
        }
        let objString = `${this.head.element}`;
        let current = this.head.next;
        for (let i = 1; i < this.size() && current != null; i++) {
            objString = `${objString},${current.element}`;
            current = current.next;
        }
        return objString;
    }
}
let a = new LinkedList();
a.push('a');
a.push('b');
a.push('c');
a.push('d');
a.push('e');
a.push('f');
a.push('h');
a.push('i');
a.push('j');
a.push('k');
a.push('l');
a.push('m');
a.push('n');
a.push('o');
a.push('p');
a.push('q');
a.remove('a');
a.insert('a',1);
console.log(a);
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