前端學數據結構：鏈表

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鏈表存儲有序的元素集合，但不一樣於數組，鏈表中的元素在內存中不是連續放置的。每一個元素由一個存儲元素自己的節點和指向下一個元素的 引用 組成。

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|                node                      node               null     |
|           ---------------          ---------------        --------   |
|  head ->  + item | next +    ->    + item | next +   ->   + null +   |
|           ---------------          ---------------        --------   |
|                                                                      |
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class Node {
  constructor(value) {
    this.value = value;
    this.next = null;
  }
}

class LinkList {
  constructor() {
    this.head = null;
    this.length = 0;
  }

  /** * 添加節點 * @param {*} value */
  append(value) {
    return this.insert(value, this.length);
  }

  /** * 添加節點到指定位置 * @param {*} value * @param {*} position */
  insert(value, position) {
    if (position < 0 || position > this.length) {
      return false;
    }

    let node = new Node(value);

    if (position === 0) {
      node.next = this.head;
      this.head = node;
    } else {
      let prev = null;
      let current = this.head;
      let i = 0;

      while (i++ < position) { prev = current; current = current.next; } prev.next = node; node.next = current; } this.length++; return true; } /** * 移出指定位置的節點 * @param {*} position */ removeAt(position) { if (position < 0 || position > this.length) { return false; } if (position === 0) { this.head = this.head.next; } else { let prev = null; let current = this.head; let i = 0; while (i++ < position) { prev = current; current = current.next; } prev.next = current.next; } this.length--; return true; } /** * 查找給定值所在索引 * @param {*} value */ indexOf(value) { let current = this.head; let index = -1; while (current) { indeex++; if (current.value === value) { return index; } else { current = current.next; } } return -1; } reverse() { let prev = null; let current = this.head; let next = null; while (current) { next = current.next; current.next = prev; prev = current; current = next; } this.head = prev; } traverseFromTailToHead() { let stack = []; let current = this.head; while (current) { stack.push(current); current = current.next; } while (stack.length) { stack.pop(); } } getKthNodeFromTailToHead(k) { let p1 = this.head; let p2 = this.head; let i = 0; while (i++ < k) { p1 = p1.next; } while (p1) { p1 = p1.next; p2 = p2.next; } return p2; } } 複製代碼

題目

1. 輸出單鏈表倒數第 k 個節點

問題描述

題目：輸入一個單鏈表，輸出此鏈表中的倒數第 K 個節點。（去除頭結點，節點計數從 1 開始）。

解題思路

倒數第 k 個節點即爲整數第 n - k 個節點（n 爲鏈表長度）

• 定義 2 個指針同時執行鏈表頭節點
• 第 1 個指針前進 k 個 節點
• 兩個指針同時前進，當第 1 個指針到達鏈表尾時，第 2 個指針與第一個指針相距 k 個節點，第二個指指向節點即爲所求

function findKthTail(linkList, k) {
  let p1 = linkList.head;
  let p2 = linkList.head;
  let i = 0;

  while (i++ < k) { p1 = p1.next; } while (p1) { p1 = p1.next; p2 = p2.next; } return p2; } 複製代碼

2. 判斷鏈表是否有環

問題描述

單鏈表中的環是指鏈表末尾的節點的 next 指針不爲 NULL ，而是指向了鏈表中的某個節點，致使鏈表中出現了環形結構。

0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4
               |    |
               6 <- 5
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鏈表中尾節點 6 指向了 節點 3 而非 null，致使出現了環形結構。

解題思路

• 定義 2 個快慢指針，初始均指向頭節點
• 第 1 個指針前進 1 步，第 2 個指針前進 2 步
• 如果無環，2 個指針最後均指向 null，但如果有環，2 指針一定在一個節點處相遇，該節點不爲 null

/** * 判斷鏈表是否存在環 * @param {*} linkList */
function isExistLoop(linkList) {
  let p1 = linkList.head;
  let p2 = linkList.head;

  while (p1 && p2.next) {
    p1 = p1.next;
    p2 = p2.next.next;

    if (p1 === p2) {
      return true;
    }
  }

  return false;
}
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問題描述

定位環的起點。

解題思路

定義2個快慢指針，第一次先找到 2 個指針在環中的相遇點，而後令 p1 指向 相遇點，p2 指向頭節點，同時出發（每次走過的節點相同），當 2 指針指向的節點相同時，p1 即爲環的起點。

function getMeetingNode(linkList) {
  let p1 = linkList.head;
  let p2 = linkList.head;

  while (p1 && p2.next) {
    p1 = p1.next;
    p2 = p2.next.next;

    if (p1 == p2) {
      return p1;
    }
  }

  return null;
}

function getEntryOfLoop(linkList) {
  let meetingNode = linkList.getMeetingNode();

  if (!meetingNode) {
    return null;
  }

  let p1 = meetingNode;
  let p2 = linkList.head;

  while (p1 != p2) {
    p1 = p1.next;
    p2 = p2.next;
  }

  return p1;
}
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