算法基礎(chǔ)篇-鏈表

在上一篇文章中浦徊,我們說到了棧與隊列绍赛,這章中,我們來看看另一個基礎(chǔ)的知識辑畦,鏈表

鏈表

鏈表是存儲的有序元素的集合吗蚌,但是不同于數(shù)組連續(xù)存儲方式,鏈表在存儲中并不是采用連續(xù)放置的方式纯出,而是每一個元素由節(jié)點(diǎn)和指向下一個元素的引用(其他語言中的指針)蚯妇。所以我們可以得知鏈表的具體的形式應(yīng)該是![鏈表]
image.png

那么我們將上圖進(jìn)行拆分,我們可以很明確的得到一個鏈表應(yīng)該有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)暂筝,如下圖:
image.png

從上圖可以得知箩言,一個鏈表我們可以將其拆分List類,和node類焕襟。所以我們可以先實現(xiàn)這兩個類
Node類
/**
 * @export
 * @class LinkNode
 */
export default class LinkNode {
    [x: string]: undefined;
    public node:any;
    public next: undefined;
    constructor(node:any) {
        this.node = node;
        this.next = undefined;
    }
}
List類
 *
 * @export
 * @class LinkList
 */
import LinkNode from './LinkNode'
export default class LinkList {
    public count: number;
    public head: any | undefined;
    constructor() {
        this.count = 0;
        this.head = undefined;
    }
}

那么一個鏈表應(yīng)該需要哪些方法呢陨收?從個人理解中,同隊列和棧一樣需要以下方法

方法名 描述
push(item) 添加一個元素到鏈表中
insert(item,index) 添加一個元素到鏈表指定位置中
getItemAt(index) 獲取鏈表指定位置元素
remove() 移除最后一項
clear() 清除鏈表
size() 返回鏈表大小
removeAt(index) 移除指定位置元素并返回
indexOf(item) 獲取指定元素所在的位置

下面我們來一一分析上面方法的具體實現(xiàn)

Push

向鏈尾添加元素鸵赖。那么有兩種情況务漩,一種是最初始狀態(tài)下添加,根據(jù)我們前面的list類它褪,我們可以看出饵骨,當(dāng)前數(shù)據(jù)格式為,也就是一個head指向的是undefined茫打。那么我們添加一個數(shù)據(jù)后居触,我們的數(shù)據(jù)格式應(yīng)該為什么樣呢,第二種情況為在已有的數(shù)據(jù)格式的基礎(chǔ)下添加老赤,那么我們可以思考下怎么實現(xiàn)呢轮洋?
我們來分析下,也就是當(dāng)前最后一個變成了倒數(shù)第二個抬旺,push進(jìn)來的node為最后一個弊予,所以只需要將當(dāng)前最后一個的next指向當(dāng)前傳入的即可。如圖


push方法分析

因此Push方法就此實現(xiàn)

 /**
     *尾部插入元素
     *
     * @param {*} item
     * @memberof LinkList
     */
    public push(item: any) {
        let node = new LinkNode(item);
        // 將節(jié)點(diǎn)的head設(shè)置成node
        if (!this.head) {
            this.head = node;
        } else {
            // 如果不是空嚷狞,則需要找到鏈表最后一個node块促,然后將最后一個節(jié)點(diǎn)的next設(shè)置成當(dāng)前傳入的node
            let currentNode: any = this.getItemAt(this.count - 1);
            currentNode.next = node;
        }
        this.count++;
    }
removeAt(index)

從指定位置移除元素。我們可以先來分析下床未,移除有三種情況

第一種竭翠,只移除頭部,只需要將head指向第二個節(jié)點(diǎn)即可薇搁,同時接觸第一個節(jié)點(diǎn)next指向第二個節(jié)點(diǎn)斋扰,所以也就有了這樣的形式
image.png

第二種移除尾部,類比移除頭部,只需要將倒數(shù)第二個節(jié)點(diǎn)的next指向為undefined即可传货,如圖
image.png

第三種就是刪除中間位置屎鳍,同理只需要將index所處的節(jié)點(diǎn)前一個節(jié)點(diǎn)的next指向index所處節(jié)點(diǎn)的next節(jié)點(diǎn)即可


image.png

具體實現(xiàn)如下
 /**
     * 移除指定位置的節(jié)點(diǎn)
     * @param {number} index
     * @returns {LinkNode}
     * @memberof LinkList
     */
    public removeAt(index: number): LinkNode | undefined {
        if (index >= 0 && index <= this.count) {
            let cuttentNode: LinkNode = this.getItemAt(index);
            if (index === this.count - 1) {
                let pretNode: LinkNode = this.getItemAt(index - 1);
                pretNode.next = undefined;
            } else if (index === 0) {
                let headNode: LinkNode = this.getItemAt(0);
                headNode.head = undefined;
            } else {
                let preNode: LinkNode = this.getItemAt(index - 1);
                let currentNode: LinkNode = this.getItemAt(index);
                preNode.next = currentNode.next;
            }
            this.count--;
            return cuttentNode;
        }
        return undefined;
    }
insert(item,index)

在指定位置插入元素。我們來分析分析问裕,我們選擇插入元素逮壁,那么同移除有三個位置,頭部粮宛,尾部以及中間

首先我們看下從頭部移除窥淆,如果頭部插入元素的話,那么也就是當(dāng)前head指向的為插入的元素巍杈,插入元素的next指向head以前指向的元素忧饭。所以如下圖:
image.png

第二種情況,從尾部插入筷畦,也就是將當(dāng)前尾部元素的next指向我們插入的元素词裤,我們插入的元素的next指向原有元素next指向的位置
image.png

第三種情況插入中間位置,那么也就是說假設(shè)我們將數(shù)據(jù)插入第二個位置鳖宾,我們只需要將第一個位置節(jié)點(diǎn)的next指向插入的元素吼砂,插入的元素的next指向當(dāng)前元素即可。如圖


image.png

這個時候我們再回顧下從尾部插入攘滩,我們是否也可以跟中間節(jié)點(diǎn)一樣帅刊,將最后一個節(jié)點(diǎn)的前一個節(jié)點(diǎn)的next賦值給當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的next,前一個節(jié)點(diǎn)的next指向插入的節(jié)點(diǎn),貌似也行漂问,那么代碼實現(xiàn)為。
/**
     * 任意位置插入元素
     * @param {*} item
     * @param {number} index
     * @returns {boolean}
     * @memberof LinkList
     */
    public insert(item: any, index: number): boolean {
        if (index >= 0 && index <= this.count) {
            let node = new LinkNode(item);
            if (index === 0) {
                let currentNode = this.head;
                node.next = currentNode;
                this.head = node;
            } else {
                let preNode = this.getItemAt(index - 1);
                node.next = preNode.next;
                preNode.next = node;
            }
            this.count++;
            return true;
        }
        return false;
    }

至此一個普通鏈表的最重要的三個方法講完了女揭,下面附上一個鏈表的具體的實現(xiàn).下一章我們進(jìn)入另一個鏈表-雙向鏈表

/**
 * push
 * insert
 * getItemAt
 * remove
 * indexOf
 * removeAt
 * isEmpty
 * size
 *
 *
 * @export
 * @class LinkList
 */
import LinkNode from './LinkNode'
export default class LinkList {
    public count: number;
    public head: any | undefined;
    constructor() {
        this.count = 0;
        this.head = undefined;
    }
    /**
     *尾部插入元素
     *
     * @param {*} item
     * @memberof LinkList
     */
    public push(item: any) {
        let node = new LinkNode(item);
        // 將節(jié)點(diǎn)的head設(shè)置成node
        if (!this.head) {
            this.head = node;
        } else {
            // 如果不是空蚤假,則需要找到鏈表最后一個node,然后將最后一個節(jié)點(diǎn)的next設(shè)置成當(dāng)前傳入的node
            let currentNode: any = this.getItemAt(this.count - 1);
            currentNode.next = node;
        }
        this.count++;
    }
    /**
     * 任意位置插入元素
     * @param {*} item
     * @param {number} index
     * @returns {boolean}
     * @memberof LinkList
     */
    public insert(item: any, index: number): boolean {
        if (index >= 0 && index <= this.count) {
            let node = new LinkNode(item);
            if (index === 0) {
                let currentNode = this.head;
                node.next = currentNode;
                this.head = node;
            } else {
                let preNode = this.getItemAt(index - 1);
                node.next = preNode.next;
                preNode.next = node;
            }
            this.count++;
            return true;
        }
        return false;
    }
    /**
     * 移除指定位置的節(jié)點(diǎn)
     * @param {number} index
     * @returns {LinkNode}
     * @memberof LinkList
     */
    public removeAt(index: number): LinkNode | undefined {
        if (index >= 0 && index <= this.count) {
            let cuttentNode: LinkNode = this.getItemAt(index);
            if (index === this.count - 1) {
                let pretNode: LinkNode = this.getItemAt(index - 1);
                pretNode.next = undefined;
            } else if (index === 0) {
                let headNode: LinkNode = this.getItemAt(0);
                headNode.head = undefined;
            } else {
                let preNode: LinkNode = this.getItemAt(index - 1);
                let currentNode: LinkNode = this.getItemAt(index);
                preNode.next = currentNode.next;
            }
            this.count--;
            return cuttentNode;
        }
        return undefined;
    }
    /**
     *  獲取指定位置的節(jié)點(diǎn)
     * @param {number} index
     * @returns {(LinkNode|undefined)}
     * @memberof LinkList
     */
    public getItemAt(index: number): LinkNode | undefined | any {
        if (index >= 0) {
            if (index > this.count) {
                return undefined;
            } else if (index === 0) {
                return this.head;
            } else {
                let currentNode = this.head;
                while (index && currentNode.next) {
                    currentNode = currentNode.next;
                    index--;
                }
                return currentNode;
            }
        }
    }
    /**
     * 返回item所在的位置
     * @param {*} item
     * @returns {number}
     * @memberof LinkList
     */
    public indexOf(item: any): number {
        let currentNode = this.head;
        let hasFind: boolean = false;
        let index: number = -1;
        while (!hasFind && currentNode) {
            index++;
            if (this.judgeObjectSame(item, currentNode.node)) {
                hasFind = true;
            } else {

                currentNode = currentNode.next;
            }
        }
        if (hasFind) {
            return index;
        } else {
            return -1;
        }
    }
    /**
     * 移除指定元素
     * @param {*} item
     * @memberof LinkList
     */
    public remove(item: any) {
        let index = this.indexOf(item);
        this.removeAt(index);
    }

    /**
     * 獲取鏈表size
     * @returns {number}
     * @memberof LinkList
     */
    public size(): number {
        return this.count;
    }
    /**
     * 判斷是否為空
     * @returns
     * @memberof LinkList
     */
    public isEmpty() {
        return this.size() === 0;
    }
    /**
     * 判斷兩個對象是否相同
     *
     * @param {*} firstObj
     * @param {*} secondObj
     * @returns
     * @memberof StackObject
     */
    public judgeObjectSame(firstObj: any, secondObj: any) {
        const aProps = Object.getOwnPropertyNames(JSON.parse(JSON.stringify(firstObj)));
        const bProps = Object.getOwnPropertyNames(JSON.parse(JSON.stringify(secondObj)));
        if (aProps.length !== bProps.length) {
            return false;
        }
        for (let i = 0; i < aProps.length; i++) {
            const propName = aProps[i]

            const propA = firstObj[propName]
            const propB = secondObj[propName]
            if ((typeof (propA) === 'object') && propA !== null) {
                if (this.judgeObjectSame(propA, propB)) {
                } else {
                    return false;
                }
            } else if (propA !== propB) {
                return false;
            } else { }
        }
        return true;
    }
}
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