野生前端的數據結構基礎練習（3）——鏈表

網上的相關教程非常多，基礎知識自行搜索即可。

習題主要選自Orelly出版的《數據結構與演算法javascript描述》一書。

參考代碼可見:https://github.com/dashnowords/blogs/tree/master/Structure/List

鏈表的基本知識

• 特點：

  鏈表由節點組成，每個節點增加一個對象的引用指向它的後繼節點。鏈表也就是將一個線性表轉換為一個存儲空間上不連續，而在抽象層面可連續訪問的表。

• 用途：

  更快的插入和刪除，因為只需要操作插入刪除位置相鄰元素即可，如果線上性表中，操作中間位置的元素後，後續的元素位置都需要調整。javascript中的應用例如原型鏈。

• 基本屬性

  • element當前節點的值
  • next下一個節點

• 基本方法

  • insert(item, newitem)在item後面插入一個新元素newitem

    插入一個元素，需要將item元素節點的next指向新元素，新元素的next指向item元素的後繼元素。

  • remove(pos)從隊頭刪除一個元素

    刪除一個節點時，需要將其前驅節點的next指向其後繼節點即可。

  • find(element)查詢值為element的節點位置

  • findpre(element)查詢值為element的節點的前一個節點

  • display()顯示整個鏈表

基本練習

1. 根據鏈表的基本特性實現一個LinkedList類，併在後續題目中需要用鏈表時使用它。

   【註意點】：刪除指定元素時，由於需要修改指定元素前一個節點的next指針，所以當所查找的節點存在時，搜索方法應當返回其前一個節點以供後續步驟使用。

2. 實現一個雙向鏈表TwoWayLinkedList類。

   【註意點】：每一個實例會記錄前驅節點和後繼節點，雙向鏈表比單鏈表增加了反向遍歷的能力，並且由於所查找節點的屬性中包含了前驅和後繼節點的信息，故插入節點和刪除節點時使用同一個搜索方法即可。

3. 以LinkedList類為參考基準，實現一個迴圈鏈表CircularLinkedList類。

   【註意點】：迴圈鏈表的特點是尾節點的next指針指向了頭節點。

課後習題（書中第六節習題）

1. 實現Advance(n)方法，使節點向前移動n個節點。
2. 實現back(n)方法，使節點向後移動n個節點。
3. 實現show()方法，只顯示當前節點上的數據。
4. (略)
5. (略)
6. 傳說在公元1世紀猶太戰爭中，猶太歷史學家弗拉維奧·約瑟夫斯和他的40個同胞被羅馬士兵包圍，猶太士兵決定寧可自殺也不做俘虜，於是商量出一個自殺方案。他們圍成一個圈，從一個人開始，數到第三個人事將第三個人殺死，然後再數，直到殺光所有人，約瑟夫和另一個人決定不參加這個瘋狂的游戲，他們快速地計算出兩個位置，站在那裡得以幸存。寫一段將n個人圍成一圈，並且第m個人會被殺掉，計算一圈中哪兩個人最後會存貨，使用迴圈鏈表解決該問題。

習題思路

1. 向前移動n個位置，在位置驗證合法時相當於，從原位置刪除一個節點，在新位置插入一個節點，為操作方便直接使用雙向鏈表來實現即可。【註意點】：示例代碼中直接以放入鏈表的值為依據進行節點查找，故不支持重覆數據，可為節點增加index屬性來區分相同數據。

1. 與上一題原理一致

2. 簡單，不做贅述。

3. 使用一個單鏈表來存儲輸入的成績即可，當最後一個成績節點的指針指向null即可。

4. 用值為1-40的元素迴圈鏈表來刪除節點直到總節點數目只剩2個為止。為了方便統計剩餘元素的數量，為鏈表增加一個count屬性來記錄元素個數。