链表
要存储多个元素, 另外一个选择就是使用链表.
但不同于数组, 链表中的元素在内存中不必是连续的空间.
链表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(有些语言称为指针或者链接)组成.
相对于数组, 链表有一些优点:
内存空间不是比是连续的. 可以充分利用计算机的内存. 实现灵活的内存动态管理.
链表不必在创建时就确定大小, 并且大小可以无限的延伸下去.
链表在插入和删除数据时, 时间复杂度可以达到O(1). 相对数组效率高很多.
相对于数组, 链表有一些缺点:
链表访问任何一个位置的元素时, 都需要从头开始访问.(无法跳过第一个元素访问任何一个元素).
无法通过下标直接访问元素, 需要从头一个个访问, 直到找到对应的位置.
什么是链表呢?
其实上面我们已经简单的提过了链表的结构, 我们这里更加详细的分析一下.
链表类似于火车: 有一个火车头, 火车头会连接一个节点, 节点上有乘客, 并且这个节点会连接下一个节点, 以此类推.
我们使用JavaScript来封装一个单向链表
链表有一个头部和长度属性，链表中的每一个节点都有data和指向下一个节点的next属性
// 封装链表的构造函数
function LinkedList() {
// 封装一个Node类, 用于保存每个节点信息
function Node(element) {
this.element = element
this.next = null
}
// 链表中的属性
this.length = 0
this.head = null
// 链表尾部追加元素方法
LinkedList.prototype.append = function (element) {
// 1.根据新元素创建节点
var newNode = new Node(element)
// 2.判断原来链表是否为空
if (this.head === null) { // 链表尾空
this.head = newNode
} else { // 链表不为空
// 2.1.定义变量, 保存当前找到的节点
var current = this.head
while (current.next) {
current = current.next
}
// 2.2.找到最后一项, 将其next赋值为node
current.next = newNode
}
// 3.链表长度增加1
this.length++
}
// 链表的toString方法
LinkedList.prototype.toString = function () {
// 1.定义两个变量
var current = this.head
var listString = ""
// 2.循环获取链表中所有的元素
while (current) {
listString += "," + current.element
current = current.next
}
// 3.返回最终结果
return listString.slice(1)
}
// 根据下标删除元素
LinkedList.prototype.insert = function (position, element) {
// 1.检测越界问题: 越界插入失败
if (position < 0 || position > this.length) return false
// 2.定义变量, 保存信息
var newNode = new Node(element)
var current = this.head
var previous = null
index = 0
// 3.判断是否列表是否在第一个位置插入
if (position == 0) {
newNode.next = current
this.head = newNode
} else {
while (index++ < position) {
previous = current
current = current.next
}
newNode.next = current
previous.next = newNode
}
// 4.length+1
this.length++
return true
}
// 根据位置移除节点
LinkedList.prototype.removeAt = function (position) {
// 1.检测越界问题: 越界移除失败, 返回null
if (position < 0 || position >= this.length) return null
// 2.定义变量, 保存信息
var current = this.head
var previous = null
var index = 0
// 3.判断是否是移除第一项
if (position === 0) {
this.head = current.next
} else {
while (index++ < position) {
previous = current
current = current.next
}
previous.next = current.next
}
// 4.length-1
this.length--
// 5.返回移除的数据
return current.element
}
// 根据元素获取链表中的位置
LinkedList.prototype.indexOf = function (element) {
// 1.定义变量, 保存信息
var current = this.head
index = 0
// 2.找到元素所在的位置
while (current) {
if (current.element === element) {
return index
}
index++
current = current.next
}
// 3.来到这个位置, 说明没有找到, 则返回-1
return -1
}
// 根据元素删除信息
LinkedList.prototype.remove = function (element) {
var index = this.indexOf(element)
return this.removeAt(index)
}
// 判断链表是否为空
LinkedList.prototype.isEmpty = function () {
return this.length == 0
}
// 获取链表的长度
LinkedList.prototype.size = function () {
return this.length
}
// 获取第一个节点
LinkedList.prototype.getFirst = function () {
return this.head.element
}
}链表的操作
append(element)：向列表尾部添加一个新的项insert(position, element)：向列表的特定位置插入一个新的项。remove(element)：从列表中移除一项。indexOf(element)：返回元素在列表中的索引。如果列表中没有该元素则返回-1。removeAt(position)：从列表的特定位置移除一项。isEmpty()：如果链表中不包含任何元素，返回true，如果链表长度大于0则返回false。size()：返回链表包含的元素个数。与数组的length属性类似。toString()：由于列表项使用了Node类，就需要重写继承自JavaScript对象默认的toString方法，让其只输出元素的值。
方法解读:
整体你会发现操作方法和数组非常类似, 因为链表本身就是一种可以代替数组的结构.
但是某些方法实现起来有些麻烦, 所以我们一个个来慢慢实现它们.