JavaScript数据结构与算法(一)
一、数组
JavaScript的数组与其他语言的数组有所不同,数组的具体操作参考:http://blog.vr-seesee.com/detail/136
二、栈
栈是一种遵从后进先出(LIFO)原则的有序集合。新添加的或待删除的元素都保存在栈的同一端,称作栈顶,另一端就叫栈底。在栈里,新元素都靠近栈顶,旧元素都接近栈底。
三、队列
队列和栈非常类似,但是使用了不同的原则,而非后进先出。
队列是遵循FIFO(First In First Out,先进先出,也称为先来先服务)原则的一组有序的项。队列在尾部添加新元素,并从顶部移除元素。最新添加的元素必须排在队列的末尾。
常见的队列有:优先队列、循环队列。
四、链表
数组可能是最常用的数据结构。这种数据结构非常方便,提供了一个便利的[]语法来访问它的元素。然而,这种数据结构有一个缺点:(在大多数语言中)数组的大小是固定的,从数组的起点或中间插入或移除项的成本很高(尽管我们已经学过的JavaScript的array类方法可以帮我们做这些事,但背后的情况同样是这样)。
链表存储有序的元素集合,但不同于数组,链表中的元素在内存中并不是连续放置的。每个元素由一个存储元素本身的节点和一个指向下一个元素的引用(也称指针或链接)组成。下图展示了一个链表的结构:
相对于传统的数组,链表的一个好处在于,添加或移除元素的时候不需要移动其他元素。然而,链表需要使用指针,因此实现链表时需要额外注意。数组的另一个细节是可以直接访问任何位置的任何元素,而要想访问链表中间的一个元素,需要从起点(表头)开始迭代列表直到找到所需的元素。
链表同样有:双向链表和循环链表。
五、集合
数组(列表)、栈、队列和链表(及其变种)等顺序数据结构。集合是一种不允许值重复的顺序数据结构。
集合是由一组无序且唯一(即不能重复)的项组成的。这个数据结构使用了与有限集合相同的数学概念,但应用在计算机科学的数据结构中。
集合操作有:并集、交集、差集、子集
下面是js实现集合:
export default class Set {
constructor() {
this.items = {};
}
add(element) {
if (!this.has(element)) {
this.items[element] = element;
return true;
}
return false;
}
delete(element) {
if (this.has(element)) {
delete this.items[element];
return true;
}
return false;
}
has(element) {
return Object.prototype.hasOwnProperty.call(this.items, element);
}
values() {
return Object.values(this.items);
}
union(otherSet) {
const unionSet = new Set();
this.values().forEach(value => unionSet.add(value));
otherSet.values().forEach(value => unionSet.add(value));
return unionSet;
}
intersection(otherSet) {
const intersectionSet = new Set();
const values = this.values();
const otherValues = otherSet.values();
let biggerSet = values;
let smallerSet = otherValues;
if (otherValues.length - values.length > 0) {
biggerSet = otherValues;
smallerSet = values;
}
smallerSet.forEach(value => {
if (biggerSet.includes(value)) {
intersectionSet.add(value);
}
});
return intersectionSet;
}
difference(otherSet) {
const differenceSet = new Set();
this.values().forEach(value => {
if (!otherSet.has(value)) {
differenceSet.add(value);
}
});
return differenceSet;
}
isSubsetOf(otherSet) {
if (this.size() > otherSet.size()) {
return false;
}
let isSubset = true;
this.values().every(value => {
if (!otherSet.has(value)) {
isSubset = false;
return false;
}
return true;
});
return isSubset;
}
isEmpty() {
return this.size() === 0;
}
size() {
return Object.keys(this.items).length;
}
clear() {
this.items = {};
}
toString() {
if (this.isEmpty()) {
return '';
}
const values = this.values();
let objString = `${values[0]}`;
for (let i = 1; i < values.length; i++) {
objString = `${objString},${values[i].toString()}`;
}
return objString;
}
}六、字典和散列表
集合、字典和散列表可以存储不重复的值。在集合中,我们感兴趣的是每个值本身,并把它当作主要元素。在字典中,我们用[键,值]的形式来存储数据。在散列表中也是一样(也是以[键,值]对的形式来存储数据)
散列算法的作用是尽可能快地在数据结构中找到一个值。在之前的章节中,你已经知道如果要在数据结构中获得一个值(使用get方法),需要遍历整个数据结构来找到它。如果使用散列函数,就知道值的具体位置,因此能够快速检索到该值。散列函数的作用是给定一个键值,然后返回值在表中的地址。
七、树
树是一种分层数据的抽象模型。一个树结构包含一系列存在父子关系的节点。每个节点都有一个父节点(除了顶部的第一个节点)以及零个或多个子节点:
二叉树和二叉树搜索
二叉树中的节点最多只能有两个子节点:一个是左侧子节点,另一个是右侧子节点。这些定义有助于我们写出更高效的向/从树中插入、查找和删除节点的算法。二叉树在计算机科学中的应用非常广泛。
二叉搜索树(BST)是二叉树的一种,但是它只允许你在左侧节点存储(比父节点)小的值,在右侧节点存储(比父节点)大(或者等于)的值。
八、图
非线性数据结构——图
图是网络结构的抽象模型。图是一组由边连接的节点(或顶点)。学习图是重要的,因为任何二元关系都可以用图来表示。