双向链表的基本实现【数据结构与算法—TypeScript 实现】
笔记整理自 coderwhy 『TypeScript 高阶数据结构与算法』课程
双向链表:拥有两个指针方向的链表
DoublyNode 结构:
- prev:指向上一个节点
- value:节点值
- next:指向下一个节点
DoublyLinkedList 属性:
- head:头节点
- tail:尾节点
- length:链表长度
实现方法:
- append:尾部插入节点
- prepend:头部插入节点
- traverse:正向遍历
- postTraverse:反向遍历
- getNodeByPosition:根据索引获取节点
- insert:根据索引插入节点
- removeAt:根据索引删除节点
- Size:获取链表长度
具体代码实现:
class DoublyNode<T> {
value: T;
next: DoublyNode<T> | null = null;
prev: DoublyNode<T> | null = null;
constructor(value: T) {
this.value = value;
}
}
class DoublyLinkedList<T> {
head: DoublyNode<T> | null = null;
tail: DoublyNode<T> | null = null;
length: number = 0;
constructor() {}
// 获取链表长度
get Size(): number {
return this.length;
}
// 尾部插入节点
append(value: T): void {
const newNode = new DoublyNode(value);
if (!this.head) {
this.head = newNode;
this.tail = newNode;
} else {
this.tail!.next = newNode;
newNode.prev = this.tail;
this.tail = newNode;
}
this.length++;
}
// 头部插入节点
prepend(value: T): void {
// 创建一个新节点
const newNode = new DoublyNode(value);
// 链表无数据,即 head 为空
if (!this.head) {
this.head = newNode;
this.tail = newNode;
} else {
// 处理以前的 head
newNode.next = this.head;
this.head.prev = newNode;
// 更新 head
this.head = newNode;
}
// 链表数据增加
this.length++;
}
// 正向遍历
traverse() {
let current = this.head;
let _arr: (T | null)[] = [];
while (current) {
_arr.push(current.value);
current = current.next;
}
console.log(_arr.join(" -> "));
}
// 反向遍历
postTraverse() {
let current = this.tail;
let _arr: T[] = [];
while (current) {
_arr.push(current.value);
current = current.prev;
}
console.log(_arr.join(" -> "));
}
// 根据索引获取当前节点
getNodeByPosition(position: number): DoublyNode<T> | null {
let index = 0;
let current = this.head;
while (index++ < position && current) {
current = current.next;
}
return current;
}
// 根据索引插入元素
insert(value: T, position: number): boolean {
// 越界判断
if (position < 0 || position > this.length) return false;
// 头部插入
if (position === 0) {
this.prepend(value);
} else if (position === this.length) {
// 尾部插入
this.append(value);
} else {
// 根据 position 插入
const newNode = new DoublyNode(value);
let current = this.getNodeByPosition(position);
current!.prev!.next = newNode;
newNode.prev = current!.prev;
newNode.next = current;
current!.prev = newNode;
this.length++;
}
return true;
}
// 根据索引删除元素
removeAt(position: number): T | null {
// 1. 越界判断
if (position < 0 || position >= this.length) return null;
// 2. 合规情况分析
let current = this.head;
// 2.1 删除头部
if (position === 0) {
// 只有一个节点
if (this.length === 1) {
this.head = null;
this.tail = null;
} else {
// 多个节点
this.head = this.head!.next;
this.head!.prev = null;
}
} else if (position === this.length - 1) {
// 2.2 删除尾部
current = this.tail;
this.tail = this.tail!.prev;
this.tail!.next = null;
} else {
// 2.3 其余情况
const node = this.getNodeByPosition(position);
current = node;
node!.prev!.next = node!.next;
node!.next!.prev = node!.prev;
}
this.length--;
return current ? current.value : null;
}
}
const doublyLinkedList = new DoublyLinkedList<string>();
doublyLinkedList.append("aaa");
doublyLinkedList.append("bbb");
doublyLinkedList.append("ccc");
doublyLinkedList.insert("ddd", 0);
doublyLinkedList.removeAt(0);
doublyLinkedList.traverse();
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