双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据节点中都有两个指针,分别指向直接后继和直接前驱。所以,双向链表中的任意一个节点开始,都可以很方便的访问它的前驱节点和后继节点。

双向链表的实现

linkednode.js ,里面使用了类的继承extends,使用了super函数。


/** * 链表节点,链表中的项,链表中的节点 */ export class Node { constructor(element, next = null) { this.element = element // 链表中节点的值 this.next = next // 指向列表中下一个节点项的指针 } } export class DoublyNode extends Node { constructor(element, next = null, prev = null) { super(element, next) this.prev = prev } }

doublyLinkedList.js 双向链表类,实现了各个功能,功能说明,都在代码注释中


import { DoublyNode } from './linkednode' /** * 双向链表类 */ export class DoublyLinkedList { constructor() { /** * 链表长度 */ this.length = 0 /** * 头指针 */ this.head = null /** * 尾指针 */ this.tail = null } /** * 在链表末尾添加元素 * @param {*} element 需要插入的元素 */ append(element) { let node = new DoublyNode(element) if (!this.head) { this.head = node this.tail = node } else { this.tail.next = node node.prev = this.tail this.tail = node } this.length++ return true } /** * 在任意位置插入元素 * @param {Int32Array} position 指定位子 * @param {*} element 需要插入的元素 */ insert(position, element) { // 检查越界值 if (position >= 0 && position <= this.length) { // 实例化一个双向链表的节点 let node = new DoublyNode(element) // 赋初始值 let current = this.head let previous let index = 0 // 位置索引 if (position === 0) { // 在第一个位子添加 if (!this.head) { // 链表无数据的时候,将head和tail都指向新元素 this.head = node this.tail = node } else { // 链表有数据的时候, head node current node.next = current current.prev = node this.head = node } } else if (position === this.length) { // 添加到最后一项 current node current = this.tail current.next = node node.prev = current this.tail = node } else { // 在列表中间位置添加 // 新链表的节点原型是: previous <---> node <---> current while (index++ < position) { // 位置索引递增到指定点之前,找出前后两个节点 previous = current // 当前节点设置为新链表中要插入的节点的前一个元素。 current = current.next // 当前节点之后的元素设置为新链表中要插入的节点的当前元素 } node.next = current previous.next = node current.prev = node node.prev = previous } this.length++ // 更新列表的长度 return true } else { return false } } /** * 在任意位置插入元素 * 在链表头,在链表尾,在链表前半段,在链表后半段 * @param {Int32Array} position 指定位置 * @param {*} element 需要插入的元素 */ insert_up(position, element) { let node = new DoublyNode(element) let previous let current = this.head if (position > -1 && position <= this.length) { if (position === 0) { if (!this.head) { this.head = node this.tail = node } else { node.next = current current.prev = node this.head = node } } else if (position === this.length) { current = this.tail current.next = node node.prev = current this.tail = node } else if (position < this.length / 2) { // 目标在链表前半段 let index = 0 // 0 1 2 [] 3 4 5 while (index++ < position) { previous = current current = current.next } previous.next = node node.next = current node.prev = previous current.prev = node } else { // 目标在链表的后半段 // 0 1 2 3 4 | 5 6 [] 7 8 9 let index = this.length current = this.tail while (index-- > position) { previous = current.prev current = current } previous.next = node node.next = current node.prev = previous current.prev = node } this.length++ return true } else { // 如果超出范围,直接添加到链表末尾 let current = this.tail current.next = node node.prev = current this.tail = node this.length++ return true } } /** * 从任意位置移除元素,返回移除的元素 * 从头部,从尾部,从链表的前半段,从链表的后半段 * @param {*} position 位置索引 */ removeAt(position) { let current = this.head // 当前项 let previous // 前一项 let index = 0 // 索引 // 越界检查 if (position > -1 && position < this.length) { if (position === 0) { // 第一项 this.head = current.next // 如果是最后一项要删除,将tail置为null,此时head也为null // 如果非最后一项,则将this.head.prev置为null if (this.length === 1) { // 只有一项的情况,更新tail this.tail = null } else { this.head.prev = null // 将首项的prev置空 或者 current.next.prev = null } } else if (position === this.length - 1) { // 最后一项 current = this.tail previous = current.prev this.tail = previous this.tail.next = null } else if (position <= this.length / 2) { // 索引在链表前半段,分开计算,提升性能 while (index++ < position) { previous = current current = current.next } // 将previous与current下一项连起来---跳过current previous.next = current.next current.next.prev = previous } else { // 索引在链表后半段 index = this.length - 1 current = this.tail while (index-- > position) { previous = current current = current.prev } // 将previous与current的上一项连起来--跳过current previous.prev = current.prev current.prev.next = previous } this.length-- return current.element } else { // 超出链表安全长度,链表有数据,则删除末尾元素 if (typeof position === 'number' && this.length > 0) { let current = this.tail this.tail = current.prev this.tail.next = null this.length-- return current.element } else { return null } } } /** * 从列表中移除一项 * 先找出元素的索引项,再根据索引移除元素 * @param {*} element 列表中的元素 */ remove(element) { let index = this.indexOf(element) return this.removeAt(index) } /** * 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 * @param {*} element 元素 */ indexOf(element) { let current = this.head let index = 0 // 计算位置数 while (current) { if (element === current.element) { return index } index++ current = current.next } return -1 } /** * 判断是否为空链表 * 空链表返回true,非空(链表长度大于0)返回false */ isEmpty() { return this.size() === 0 } /** * 返回链表包含的元素个数。与数组的length属性类似 */ size() { return this.length } /** * 获取链表的表头节点 */ getHead() { return this.head } /** * 获取链表的尾节点 */ getTail() { return this.tail } /** * 输出元素的值 */ toString() { let current = this.head let string = 'null' while (current) { string += "<--->" + current.element + (current.next ? '' : '<--->null') current = current.next } return string } }

以上方法,经过JEST框架测试通过,欢迎查看源码

思考

双向链表与单项链表的比较:

  1. 双向链表可以双向遍历。从头到尾,或者从尾到头

  2. 双向链表可以访问一个特定节点的下一个或者前一个元素,而单链表只能访问下一个元素。

  3. 双向链表内存占用比单链表的多

链表还有一个双向循环链表,在需要用到的时候,考虑它们各自的不同,选择合适的链表来操作。

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