用JavaScript实现双向链表
前言
JavaScript本身是没有指针的，所以要实现链表的话没有现成的数据结构，只能自己去写一个。对于链表的基本概念在本文就不多赘述了，链表优点就是删除节点和新增节点不会像数组那样“牵一发而动全身”,但是缺点就是其数据结构复杂。
实现
本文实现的是一个双向链表，本质上还是用数组来存放的，包括了以下的功能：
- 新增头节点（unshift)
- 删除头节点 (shift)
- 新增尾节点 (push)
- 删除尾节点 (pop)
- 遍历输出完整链表
- 定位头、尾指针
- 对无用节点进行回收再利用
代码分析
初始化操作：该链表可以接受一个数组作为初始化数据，再将其“转化”为链表，本质上链表还是用一个数组来存放，每个数组元素代表一个节点信息，包括其指针，数据值，指向前后的指针；除了初始化链表，还定义了头指针，尾指针，链表长度等数据成员。
class Chain {
constructor(arr = []) {
// 用于存放链表的数组
this.chain = []
this.chain.length = arr.length
// 将初始化的数组“转化”为双向链表，每个数组元素代表一个链表节点
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
this.chain[i] = {
// 节点指针值
index: i,
// 节点数据
element: arr[i],
// 上一个节点指针值
prev: i - 1,
// 下一个节点指针值
next: i < arr.length - 1 ? i + 1 : -1
}
}
// 链表的长度
this.length = this.chain.length
// 头指针
this.head = arr.length ? 0 : -1
// 尾指针
this.tail = arr.length ? arr.length - 1 : -1
// 空指针
this.free = arr.length
// 用于存放空指针的数组，用于回收无用的指针
this.freeList = []
}
遍历输出完整链表
// 输出链表的字符串
toString () {
let current = this.head
let string = ''
while (current !== -1) {
string += this.chain[current].element + (this.chain[current].next !== -1 ? ',' : '')
current = this.chain[current].next
}
console.log(string)
}
对接点进行pop,push,shift,unshift操作
// 删除头节点
shift() {
this.collection()
// 空指针指向头指针，准备回收
this.free = this.head
// 头指针指向下一个
this.head = this.chain[this.head].next
// 若下一个指针存在则头节点的上一个指针值为-1
this.head !== -1 && (this.chain[this.head].prev = -1)
// 若链表长度-1后为零则尾指针值为-1
--this.length === 0 && (this.tail = -1)
// 返回原头节点
return this.chain[this.free]
}
// 插入头节点
unshift(element) {
// 原来的头指针
let sec = this.head
// 头指针指向一个空指针
this.head = this.free
// 初始化头指针
this.chain[this.head] = {
index: this.head,
prev: -1,
next: sec,
element: element
}
// 若原头指针存在则将原头节点的上一个指针指向新的头指针
if (sec !== -1) {
this.chain[sec].prev = this.head
} else {
// 否则原链表为空，现在只有一个节点，头指针等于尾指针
this.tail = this.head
}
// 获取新的空指针
this.calloc()
// 链表长度+1
this.length++
}
// 新增尾节点
push (element) {
let last = this.tail
// 尾指针指向空指针
this.tail = this.free
// 并初始化新的尾指针
this.chain[this.tail] = {
index: this.tail,
prev: last,
next: -1,
element: element
}
// 若原尾指针存在则将原尾节点的下一个指针指向新的尾指针
if (last !== -1) {
this.chain[last].next = this.tail
} else {
// 否则原链表为空，现在只有一个节点，头指针等于尾指针
this.head = this.tail
}
// 获取新的空指针
this.calloc()
// 链表长度+1
this.length++
}
// 删除尾节点
pop () {
this.collection()
// 空指针指向尾指针，准备回收
this.free = this.tail
// 尾指针指向它的上一个指针
this.tail = this.chain[this.tail].prev
// 若上一个指针存在则头节点的上一个指针值为-1
this.tail !== -1 && (this.chain[this.tail].next = -1)
// 若链表长度-1后为零则头指针值为-1
--this.length === 0 && (this.head = -1)
// 返回原尾节点
return this.chain[this.free]
}
返回头尾节点
// 返回头节点
first() {
return this.chain[this.head]
}
// 返回尾节点
last() {
return this.chain[this.tail]
}
对空指针进行回收再重新分配
// 动态分配空指针
calloc() {
// 空指针指向新的位置
this.free = this.freeList.length ? this.freeList.pop() : this.chain.length
}
// 回收空指针
collection() {
// 将空指针放到一个空指针数组中
this.freeList.push(this.free)
}
}
结语
本文用JavaScript实现了双向链表的基本功能，然而因为比较懒。。还有插入指定位置啊，删除指定节点啊等功能没有实现，日后会继续完善这些功能哒！
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