JavaScript實現雙向連結串列
阿新 • • 發佈：2020-03-08
## JavaScript實現雙向連結串列
### 一、雙向連結串列簡介
**雙向連結串列**：既可以**從頭遍歷到尾**，又可以**從尾遍歷到頭**。也就是說連結串列連線的過程是**雙向**的，它的實現原理是：一個節點既有**向前連線的引用**，也有一個**向後連線的引用**。
**雙向連結串列的缺點：**
* 每次在**插入或刪除**某個節點時，都需要處理四個引用，而不是兩個，實現起來會困難些；
* 相對於單向連結串列，所佔**記憶體空間更大**一些；
* 但是，相對於雙向連結串列的便利性而言，這些缺點微不足道。
**雙向連結串列的結構：**
* 雙向連結串列不僅有**head**指標指向第一個節點，而且有**tail**指標指向最後一個節點；
* 每一個節點由三部分組成：**item**儲存資料、**prev**指向前一個節點、**next**指向後一個節點；
* 雙向連結串列的第一個節點的prev指向**null**；
* 雙向連結串列的最後一個節點的next指向**null**；
**雙向連結串列常見的操作（方法）：**
* append（element）：向連結串列尾部新增一個新的項；
* inset（position，element）：向連結串列的特定位置插入一個新的項；
* get（element）：獲取對應位置的元素；
* indexOf（element）：返回元素在連結串列中的索引，如果連結串列中沒有元素就返回-1；
* update（position，element）：修改某個位置的元素；
* removeAt（position）：從連結串列的特定位置移除一項；
* isEmpty（）：如果連結串列中不包含任何元素，返回trun，如果連結串列長度大於0則返回false；
* size（）：返回連結串列包含的元素個數，與陣列的length屬性類似；
* toString（）：由於連結串列項使用了Node類，就需要重寫繼承自JavaScript物件預設的toString方法，讓其只輸出元素的值；
* forwardString（）：返回正向遍歷節點字串形式；
* backwordString（）：返回反向遍歷的節點的字串形式；
### 二、封裝雙向連結串列類
#### 2.0.建立雙向連結串列類
先建立雙向連結串列類DoubleLinklist，並新增基本屬性，再實現雙向連結串列的常用方法：
```
//封裝雙向連結串列類
function DoubleLinklist(){
//封裝內部類：節點類
function Node(data){
this.data = data
this.prev = null
this.next = null
}
//屬性
this.head = null
this.tail ==null
this.length = 0
}
```
#### 2.1.append(element)
**程式碼實現：**
```
//append方法
DoubleLinklist.prototype.append = data => {
//1.根據data建立新節點
let newNode = new Node(data)
//2.新增節點
//情況1：新增的是第一個節點
if (this.length == 0) {
this.tail = newNode
this.head = newNode
//情況2：新增的不是第一個節點
}else {
newNode.prev = this.tail
this.tail.next = newNode
this.tail = newNode
}
//3.length+1
this.length += 1
}
```
**過程詳解：**
新增節點時分為多種情況：
* 情況1：新增的是第一個節點：只需要讓head和tail都指向新節點即可；
* 情況2：新增的不是第一個節點，如下圖所示：只需要改變相關引用的指向即可。
* 通過：newNode.prev = this.tail：建立指向1；
* 通過：this.tail.next = newNode：建立指向2；
* 通過：this.tail = newNode：建立指向3
要注意改變變數指向的順序，最後修改tail指向，這樣未修改前tail始終指向原連結串列的最後一個節點。
**測試程式碼：**
```
//測試程式碼
//1.建立雙向連結串列
let list = new DoubleLinklist()
//2.測試append方法
list.append('aaa')
list.append('bbb')
list.append('ccc')
console.log(list);
```
**測試結果：**
* next方向：
* prev方向：
#### 2.2.toString()彙總
**程式碼實現：**
```
//將連結串列轉變為字串形式
//一.toString方法
DoubleLinklist.prototype.toString = () => {
return this.backwardString()
}
//二.forwardString方法
DoubleLinklist.prototype.forwardString = () => {
//1.定義變數
let current =this.tail
let resultString = ""
//2.依次向前遍歷，獲取每一個節點
while (current) {
resultString += current.data + "--"
current = current.prev
}
return resultString
}
//三.backwardString方法
DoubleLinklist.prototype.backwardString = () => {
//1.定義變數
let current = this.head
let resultString = ""
//2.依次向後遍歷，獲取每一個節點
while (current) {
resultString += current.data + "--"
current = current.next
}
return resultString
}
```
**過程詳解：**
三種獲取字串的方法：**toString（）**、**forwardString（）**、**backwardString（）**實現原理相似，僅以backWardString方法為例：
* 定義current變數記錄當前指向的節點。首先讓current指向第一個節點，然後通過 current = current.next 依次向後遍歷。在while迴圈中以(current)作為條件遍歷連結串列，只要current ！= null就一直遍歷，由此可獲取連結串列所有節點的資料。
**測試程式碼：**
```
//測試程式碼
//1.建立雙向連結串列
let list = new DoubleLinklist()
//2.測試字串方法
list.append('aaa')
list.append('bbb')
list.append('ccc')
console.log(list.toString());
console.log(list.forwardString());
console.log(list.backwardString());
```
**測試結果：**
#### 2.3.insert(position,element)
**程式碼實現：**
```
//insert方法
DoubleLinklist.prototype.insert = (position, data) => {
//1.越界判斷
if (position < 0 || position > this.length) return false
//2.根據data建立新的節點
let newNode = new Node(data)
//3.插入新節點
//原連結串列為空
//情況1：插入的newNode是第一個節點
if (this.length == 0) {
this.head = newNode
this.tail = newNode
//原連結串列不為空
}else {
//情況2：position == 0
if (position == 0) {
this.head.prev = newNode
newNode.next = this.head
this.head = newNode
//情況3：position == this.length
} else if(position == this.length){
this.tail.next = newNode
newNode.prev = this.tail
this.tail = newNode
//情況4：0 < position < this.length
}else{
let current = this.head
let index = 0
while(index++ < position){
current = current.next
}
//修改pos位置前後節點變數的指向
newNode.next = current
newNode.prev = current.prev
current.prev.next = newNode
current.prev = newNode
}
}
//4.length+1
this.length += 1
return true//返回true表示插入成功
}
```
**過程詳解：**
插入節點可分為多種情況：
**當原連結串列為空時**：
* 情況1：插入的新節點是連結串列的第一個節點；只需要讓head和tail都指向newNode即可。
**當原連結串列不為空時**：
* 情況2：當position == 0，即在連結串列的首部新增節點：如下圖所示：
首先，通過：this.head.prev = newNode，改變指向1；
然後，通過：newNode.next = this.head，改變指向2；
最後，通過：this.head = newNode，改變指向3；
* 情況3：position == this.length，即在連結串列的尾部新增節點，如下圖所示：
首先，通過：this.tail.next = newNode，改變指向1；（注意這裡使用this.tail指向原連結串列最後一個節點，而不是this.head。因為當length>