數據結構 JS 版
內容：棧、隊列、鏈表、集合、字典、散列表、樹node
棧
- 經過類封裝實現棧結構，不直接繼承數組的原生方法的緣由是，數組具備某些其餘數據結構的方法，爲了只讓棧暴露棧的方法，還得編寫將非棧的方法封閉的代碼，多了冗餘代碼，且不是面向對象編程的合理表現。
//棧，方法包括入棧操做、出棧操做、返回棧頂元素、判斷棧是否爲空、清空棧、棧的長度
//這裏棧實例對象的方法均可看做閉包函數，items可看做類的私有變量，只有類實例的方法來訪問，而items也是棧內容的存儲實體。
function Stack(){
var items = [];
this.push = function(ele){
items.push(ele);
};
this.pop = function(){
items.pop();
};
this.size = function(){
return items.length;
};
this.clear = function(){
items = [];
};
this.peek = function(){
return items[items.length-1];
}
this.isEmpty = function(){
return items.length > 0 ? false : true;
}
}
var stack = new Stack();
console.log(stack);
stack.push(2);
console.log(stack.size());
console.log(stack.isEmpty());
隊列
- 基礎實現
//隊列，方法包括入隊操做、出隊操做、返回隊首元素、判斷隊列是否爲空、清空隊列、隊列的長度
function Queue(){
var items = [];
this.inqueue = function(ele){
items.push(ele);
};
this.outqueue = function(){
items.shift();
};
this.size = function(){
return items.length;
};
this.clear = function(){
items = [];
};
this.front = function(){
return items[0];
}
this.isEmpty = function(){
return items.length > 0 ? false : true;
}
}
- 優先級隊列
考慮到隊列中每一個元素具備優先級，因此隊列中的元素採用對象來實現，具備兩個屬性：元素的值和元素的優先級。編程
//優先級隊列
function PriorityQueue(){
var items = [];
function QueueElement(element,priority){
this.element = element;
this.priority = priority;
}
this.inqueue = function(element,priority){
var queueElement = new QueueElement(element,priority);
if(this.isEmpty()){
items.push(queueElement);
}else{
for(var i=0;i<items.length;i++){
if(items[i].priority > priority){
items.splice(i,0,queueElement);
break;
}else if(i === (items.length-1)){
items.push(queueElement);
break; // 這裏必定要break，否則會循環插入，致使堆溢出
}
}
}
};
this.outqueue = function(){
items.shift();
};
this.size = function(){
return items.length;
};
this.clear = function(){
items = [];
};
this.front = function(){
return items[0].element;
}
this.isEmpty = function(){
return items.length > 0 ? false : true;
}
this.get = function(){
return items;
}
}
- 循環隊列/擊鼓傳花遊戲
能夠換個角度想：一排凳子，全部人循環去坐，擊鼓以後，坐在第一個凳子（隊頭）上的人淘汰，即下面代碼參考的思路。數組
//循環隊列
//擊鼓傳花遊戲，以固定循環次數來模擬每輪擊鼓的固定時長，該遊戲會一輪一輪迭代，每輪淘汰一人，直到只剩最後一人即爲勝者
function hotPotato(namelist,num){
var queue = new Queue();
for(var i=0;i<namelist.length;i++){
queue.inqueue(namelist[i]);
}
while(queue.size() > 1){
for(i=0;i<num;i++){
var nowElement = queue.front();
queue.outqueue();
queue.inqueue(nowElement);
}
var deletElement = queue.front();
queue.outqueue();
console.log(deletElement+"在擊鼓傳花遊戲中被淘汰");
}
return queue.front();
}
var list = ["hahah","askdjvzxv","uuuuu","aaaaa","bbbbbb","ccccc"];
var winner = hotPotato(list,5);
console.log("勝利者是："+winner);
鏈表
- 因爲鏈表中每一個元素都有指向下一個元素的指針，因此鏈表中每一個元素利用對象來實現，對象具備兩個屬性：元素的值和指向下一個元素的指針；在指定位置插入或刪除元素，都須要注意與前一個和後一個元素之間指針的關係；
//鏈表，元素在內存中非連續放置，方法包括鏈表尾部加入/刪除元素，鏈表指定位置加入/刪除元素，找出元素在鏈表中的索引，鏈表是否爲空，鏈表的長度
function LinkedList(){
var head = null;//鏈表第一個元素的引用
var length = 0;//鏈表的長度，否則尋求size很麻煩
var end = null;//鏈表最後一個元素的引用，方便插入/刪除元素
function Node(element){
this.element = element;
this.next = null;
}
//從鏈表尾部加入node元素
this.appendList = function(element){
var node = new Node(element);
if(head === null){
head = node;
}else{
end.next = node;
}
end = node;
length++;
};
//從鏈表指定位置加入node元素,0表示在鏈表頭插入該元素
this.appendListAt = function(position,element){
var node = new Node(element);
if(position > 0){
var frontNode = this.findNodeAt(position);
var afterNode = frontNode.next;
frontNode.next = node;
node.next = afterNode;
length++;
}else if(position === 0){
node.next = head;
head = node;
length++;
}
};
//從鏈表尾部刪除node元素
this.removeList = function(){
if(head !== null){
var findNode = this.findNodeAt(length-1);
end = findNode;
findNode.next = null;
length--;
}
};
//從鏈表指定位置刪除node元素
this.removeListAt = function(position){
if(position > 1){ //永遠檢測用戶輸入
var frontNode = this.findNodeAt(position-1);
var afterNode = frontNode.next.next;
frontNode.next = afterNode;
length--;
}else if(position = 1){
head = head.next;
length--;
}
};
//鏈表的大小
this.size = function(){
return length;
};
this.isEmpty = function(){
return head === null ? true : false;
}
this.toString = function(){
var iterNode = head;
var outString = [];
outString.push(head.element);
for(var i=1;i<length;i++){
iterNode = iterNode.next;
outString.push(iterNode.element);
}
return outString;
}
//封裝一個可共用的函數，找出指定位置的node元素
this.findNodeAt = function(position){
var iterNode = head;
while(position > 1){
iterNode = iterNode.next;
position--;
}
return iterNode;
}
}
集合
- 採用對象來實現集合，對象的屬性存放元素值，由於對象中的屬性無序，能夠很好地模擬集合的特性
//集合，集合類的方法包括添加/刪除元素，是否有某值，清除集合，集合大小
function Set(){
var items = {};
this.has = function(value){
return items.hasOwnProperty(value);
}
//向集合中添加元素
this.add = function(value){
if(!this.has(value)){
items[value] = value;
return true;
}
return false;
}
//刪除集合中的元素
this.remove = function(value){
if(this.has(value)){
delete items[value]; // 刪除元素的屬性
}
return false;
}
this.size = function(){
return Object.keys(items).length;
}
this.clear = function(){
items = {};
}
this.values = function(){
return Object.keys(items); //返回對象自身中可枚舉屬性
}
//集合的交集，並集，差集，子集方法
//並集
this.union = function(setB){
var setAvalues = this.values();
var setUnion = new Set();
for(var i=0;i<setAvalues.length;i++){
setUnion.add(setAvalues[i]);
}
var setBvalues = setB.values();
for(var j=0;j<setBvalues.length;j++){
setUnion.add(setBvalues[j]);
}
return setUnion;
}
//交集
this.intersection = function(setB){
var setAvalues = this.values();
var intersectionSet = new Set();
var setBvalues = setB.values();
for(var i=0;i<setAvalues.length;i++){
if(setB.has(setAvalues[i])){
intersectionSet.add(setAvalues[i]);
}
}
return intersectionSet;
}
//差集
this.difference = function(setB){
var setAvalues = this.values();
var differenceSet = new Set();
var setBvalues = setB.values();
for(var i=0;i<setAvalues.length;i++){
if(!setB.has(setAvalues[i])){
differenceSet.add(setAvalues[i]);
}
}
return differenceSet;
}
//子集
this.isSubsetOf = function(setB){
var setAvalues = this.values();
var setBvalues = setB.values();
for(var i=0;i<setAvalues.length;i++){
if(!setB.has(setAvalues[i])){
return false;
}
}
return true;
}
}
字典
- 有集合的實現相似
//採用對象來實現字典，以key-value的形式存儲，由於對象中的屬性無序，字典的方法包括經過key來添加/刪除元素，是否有某值，清除字典，字典大小
function Dictionary(){
var items = {};
this.has = function(key){
return items.hasOwnProperty(key);
}
//向字典中添加元素
this.set = function(key,value){
if(!this.has(key)){
items[key] = value;
return true;
}
return false;
}
//刪除字典中的元素
this.remove = function(key){
if(this.has(key)){
delete items[key];
return true;
}
return false;
}
//獲取固定的值
this.get = function(key){
return this.has(key) ? items[key] : undefined;
}
this.size = function(){
return Object.keys(items).length;
}
this.clear = function(){
items = {};
}
this.keys = function(){
return Object.keys(items); //返回對象自身中可枚舉屬性
}
this.values = function(){
var res = [];
for(key in items){
if(items.hasOwnProperty(key)){
res.push(items[key]);
}
}
return res;
}
//獲取整個字典對象
this.getItems = function(){
return items;
}
}
二叉搜索樹
- 二叉搜索樹中每一個節點都有三個屬性。值，左引用，右引用。
- 注意在實現時，拿到節點對象的引用，並不能對節點自己進行刪除，最好刪除節點的方法是將上一個節點的引用指向置爲null，並將節點對象的引用置爲null（釋放內存，通知垃圾回收）
//二叉搜索樹
function BinarySearchTree(){
var rootNode = null;
function TreeNode(key){
this.key = key;
this.left = null;
this.right = null;
}
//向樹中插入新節點
this.insert = function(key){
var treeNode = new TreeNode(key);
if(rootNode === null){
rootNode = treeNode;
}else{
insertNode(rootNode,treeNode);
}
}
function insertNode(node,treeNode){
if(treeNode.key < node.key){
if(node.left === null){
node.left = treeNode;
}else{
insertNode(node.left,treeNode);
}
}else if(treeNode.key > node.key){
if(node.right === null){
node.right = treeNode;
}else{
insertNode(node.right,treeNode);
}
}
}
//先序遍歷
this.preOrderTraverse = function(){
if(rootNode === null){
console.log("沒有節點");
}else{
pretraverse(rootNode);
}
}
function pretraverse(node){
if(node !== null){
pretraverse(node.left);
console.log(node.key);
pretraverse(node.right);
}
}
//中序遍歷
this.inOrderTraverse = function(){
if(rootNode === null){
console.log("沒有節點");
}else{
intraverse(rootNode);
}
}
function intraverse(node){
if(node !== null){
console.log(node.key);
intraverse(node.left);
intraverse(node.right);
}
}
//後序遍歷
this.posOrderTraverse = function(){
if(rootNode === null){
console.log("沒有節點");
}else{
postraverse(rootNode);
}
}
function postraverse(node){
if(node !== null){
postraverse(node.left);
postraverse(node.right);
console.log(node.key);
}
}
//移除樹中的節點
this.remove = function(key){
rootNode = removeNode(rootNode,key);
}
function removeNode(node,key){
if(node === null){
return null;
}
if(key < node.key){
node.left = removeNode(node.left,key);
return node; //與下面三個return node的功能都是保證removeNode的返回值爲刪除節點後樹的根節點
}else if(key > node.key){
node.right = removeNode(node.right,key);
return node;
}else{
if(node !== null){ //考慮到被刪除節點的三種狀況
if((node.left === null) && (node.right === null)){
node = null;//這裏只是爲了垃圾回收node，下面做用都相似
return node;//這裏纔是刪除的功能，這裏的返回是爲了讓node.left = removeNode(node.left,key);中node.left=null;
}else if((node.left === null) && (node.right !== null)){
var temp = node.right;
node = null;
return temp;
}else if((node.left !== null) && (node.right === null)){
var temp = node.left;
node = null;
return temp;
}else if((node.left !== null) && (node.right !== null)){
var findNode = findMin(node.right);
node.key = findNode.key;
node.right = removeNode(node.right,findNode.key);
return node;
}
}
}
}
function findMin(node){
while(node.left !== null){
node = node.left;
}
return node;
}
//查找某個節點
this.search = function(key){
var node = rootNode;
while((node !== null) && (node.key !== key)){
if(key < node.key){
node = node.left;
}else if(key > node.key){
node = node.right;
}
}
return (node !== null) ? true : false;
}
//獲取樹中最小值
this.min = function(){
var node = rootNode;
while(node.left !== null){
node = node.left;
}
return node.key;
}
//獲取樹中最大值
this.max = function(){
var node = rootNode;
while(node.right !== null){
node = node.right;
}
return node.key;
}
this.getRootNodeKey = function(){
return rootNode.key;
}
}
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