JavaScript常用数据结构之线性表（数组和链表）

线性表是最基本的数据结构，线性表是指的数据一对一的关系，其数据组织的形式是线性的，线性指的是逻辑上结构。数组和链表是最常用两个线性表，但是它们的物理结构是不同的，也就是说数组和链表在内存中的表示并不相同，数组属于顺序结构，链表属于链式结构，关于线性表的更多内容可以查看：线性表、栈和队列实现原理，这篇文章有深入的解析。

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一、JavaScript线性表：数组

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如上图是一个数组在内存中的表示，数组的元素地址在内存中是连续的，数组存储多个相同类型的数据。因为数组元素地址是连续的，所以这使得数组更容易结算元素的地址，可以通过一个地址（首地址）作为基本地址，通过地址的偏移值快速访问元素。
数组的索引类型：索引0，数组的第一个元素使用0标记；索引1，通常1不是数组的第一个元素；索引n，表示数组中的任意位置，范围为：0到n-1（最后一个元素不是n）。
使用数组的优点：数组允许随机访问元素，这使得访问数据更快。数组具有更好的缓存局部性，这可以在性能上产生很大的差异。
二、JavaScript链表的介绍

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和数组一样，链表也是一个线性的数据结构，但是和数组不同，链表的元素不是连续储存的，如上图是链表一般的形式。
为什么使用链表呢？数组可以用于储存相同或相似数据类型的线性数据，但是数组有以下限制：

数组的大小是固定的：所以我必须知道元素数量的上界，而且分配给数组的内存大小通常都等于元素数量的上界。
插入或删除数组中的一个元素比较耗时，例如插入一个元素都位置i上，则在插入之前需要预先在i位置上空出位置，这需要花费O(n)的时候移动元素。

链表的大小则不是固定的，根据需要动态变化，同时链表的插入和删除非常容易，花费的时间为O(1)，但是也有以下缺点：

不允许随机访问，必须进行顺序访问，所以链表不允许进行二分搜索。
链表需要使用额外的空间储存指针。
缓存不友好，数组元素是连续的位置，但是在链表中是不存在的。

数组的表示：一个链表通常是使用链表中的第一个结点表示，该结点称为头结点，如果链表是空的，那么该头结点的值为空的。其中每个结点包括至少两部分：

数组项data
指针或引用，指向下一个结点

在JavaScript中可以使用一个对象表示一个结点，下一个节点同样是使用对象表示。
三、数组和链表操作和实现源码下面是数组和链表的常规操作：

add()：插入操作，在链表中时间复杂度为O(1)，数组为O(n)。
delete()：删除操作，数组和链表的时间复杂度分别为：O(n)、O(1)。
search()：遍历操作，搜索数组或链表中的一个元素。
contain()，检查数组或链表中是否存在某个元素。
reverse()，逆序遍历。

【JavaScript常用数据结构之线性表（数组和链表）】以上是数组和链表的一些基本操作，下面仅仅实现链表，其中除了实现基本的链表操作，还实现相关的栈和队列的操作，实现源码如下：

// 链表结点，双链表 function Node(key, value){ this.key = key; this.value = http://www.srcmini.com/value; this.next = null; this.prev = null; }// 链表 function LinkedList(){ this.head = null; this.tail = null; this.size = 0; }// 链表操作// 检查链表是否已空 LinkedList.prototype.isEmpty = function(){ return this.size == 0; }// 从表头添加数据 LinkedList.prototype.pushBack = function(key, value){ var node = new Node(key, value); if(this.size == 0){ node.prev = node.next = node; this.head = this.tail = node; this.size++; } else{ var head = this.head; head.prev = node; node.next = head; var tail = this.tail; tail.next = node; node.prev = tail; this.tail = node; this.size++; } }// 从表尾添加数据 LinkedList.prototype.pushFront = function(key, value){ var node = new Node(key, value); if(this.size == 0){ node.prev = node.next = node; this.head = this.tail = node; this.size++; } else{ var head = this.head; var tail = this.tail; head.prev = node; node.next = head; tail.next = node; node.prev = tail; this.head = node; this.size++; } }// 从表尾删除一个数据 LinkedList.prototype.popBack = function(){ if(this.size == 0) return null; var tail = this.tail; var head = this.head; tail.prev.next = head; head.prev = tail.prev; this.tail = tail.prev; this.size--; var value = tail.value; tail = null; return value; }// 从表头删除一个数据 LinkedList.prototype.popFront = function(){ if(this.size == 0) return null; var head = this.head; var tail = this.tail; tail.next = head.next; head.next.prev = tail; this.head = head.next; this.size--; var value = head.value; head = null; return value; }// 根据特定的数据key删除数据 LinkedList.prototype.delete = function(key){ if(this.size == 0) return; var node = this.head; do{ if(node.key = key){ var prev = node.prev; var next = node.next; prev.next = next; next.prev = prev; if(node == this.head) this.head = next; if(node == this.tail); this.tail = prev; node = null; this.size--; return; } node = node.next; }while(node != this.head); }// 使用深度优先DFS搜索数据 LinkedList.prototype.find = function(node, key){ if(!node) return null; if(node.key == key) return node.value; else return this.find(node.next, key); }// 根据key搜索指定数据 LinkedList.prototype.search = function(key){ if(this.size == 0) return null; this.tail.next = null; var value = this.find(this.head, key); this.tail.next = this.head; return value; }// 检查链表是否包含指定key的元素 LinkedList.prototype.contain = function(key){ if(this.size == 0) return false; return this.search(key) != null; }// 顺序遍历并输出链表 LinkedList.prototype.traverse = function(){ if(this.size == 0) return; var node = this.head; var content =""; do{ content += node.key + " "; node = node.next; }while(node != this.head); console.log(content); }// 逆序遍历输出链表 LinkedList.prototype.reverse = function(){ if(this.size == 0) return; var node = this.tail; var content = ""; do{ content += node.key + " "; node = node.prev; }while(node != this.tail); console.log(content); }// 1、一般链表操作 var u1 = {"key": 12, "name": "JavaScript"}; var u2 = {"key": 20, "name": "C++"}; var u3 = {"key": 30, "name": "Python"}; var list = new LinkedList(); list.pushFront(u1.key, u1); list.pushFront(u2.key, u2); list.pushFront(u3.key, u3); list.traverse(); list.reverse(); console.log("list contains 20: " + list.contain(20)); console.log("list contains 40: " + list.contain(40)); list.delete(30); console.log("list contains 30: " + list.contain(30)); list.traverse(); console.log(); // 2、模拟栈 var stack = new LinkedList(); stack.pushFront(u1.key, u1); stack.pushFront(u2.key, u2); stack.pushFront(u3.key, u3); var value; var str = ""; while(!stack.isEmpty()){ value = http://www.srcmini.com/stack.popFront(); str += value.key +" "; } console.log(str); console.log(); // 3、模拟队列 var queue = new LinkedList(); queue.pushBack(u1.key, u1); queue.pushBack(u2.key, u2); queue.pushBack(u3.key, u3); value = http://www.srcmini.com/null; str =""; while(!queue.isEmpty()){ value = http://www.srcmini.com/queue.popFront(); str += value.key +" "; } console.log(str);