JS中的算法与数据结构之列表(List)实例详解
作者：Cryptic
本文实例讲述了JS中的算法与数据结构之列表(List)。分享给大家供大家参考，具体如下：
前言
前端很少有机会接触到算法，大多都交互性的操作，所以不少前端工程师会抱着这么一种想法：我是做前端的，为什么要学数据结构与算法？没有数据结构与算法，我一样很好的完成工作。实际上，算法是一个宽泛的概念，我们平时写的任何代码都可以成为算法，它是对一个问题的解决方案的准确而完整的描述，是解决一系列问题的清晰指令，它代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。随着现在互联网的飞速发展，前端工程师已不是靠几个选择器操作加链接加事件就能应付的，越来越复杂的产品和基础库，需要坚实的数据结构与算法才能驾驭，所以我认为前端工程师也是应该要重视算法和数据结构，这对于自己的职业发展是有很大帮助的。当然，算法的学习也不是一朝一夕的事情，这是一个过程，得自己去摸索，去实践，去总结，我这里只是将一些常见的算法和数据结构用 JavaScript 去实现，起到一个抛砖引玉的作用。
列表(List)
列表是计算机中一种常见的数据结构，日常生活中的购物清单，待办事项等都可以成为列表，它是一组有序的数据，每个列表中的数据项称为元素。在javascript中，列表中的元素可以是任意数据类型。列表中可以保存多少元素并没有限定（在实际使用时会受到程序内存的限制）。列表中会有一些常见属性或方法，比如列表中的元素个数，列表当前的位置，向列表末尾增加一个元素，从列表中删除一个元素，清空列表等一系列操作。接下来，我们抽象出一个列表的数据类型定义，并用JS中的数组去实现它。
列表的数据类型定义
列表类
/*定义List类*/
function List () {
this.listSize = 0; //初始化元素个数为0
this.pos = 0; //初始化位置为0
this.dataStore = []; //初始化空数组来保存列表元素
this.clear = clear;
this.find = find; //寻找元素
this.toString = toString; //显示列表中的元素
this.insert = insert;
this.append = append;
this.remove = remove;
this.front = front;
this.end = end;
this.prev = prev;
this.next = next;
this.length = length; //列表中的元素总数
this.currPos = currPos;
this.moveTo = moveTo;
this.getElement = getElement;
this.contains = contains; //判断给定值是否在列表中
}
接着我们来实现这些方法。
首先得可以添加元素，所以我们先来编写 append 方法
append：向列表中添加一个元素
//该方法给列表的最后一个位置添加一个新的元素，待插入成功后，更新列表中的元素个数
function append ( element ) {
this.dataStore[this.listSize++] = element;
}
这样我们就可以往列表里面添加元素了，接着我们来看查找 find 方法
find：查找列表中的某一个元素
//该方法通过循环查找给定元素是否在列表中，如果存在返回元素的位置，否则返回 -1
function find(element){
for( var i = 0 ; i < this.dataStore.length ; i ++ ){
if( this.dataStore[i] == element ){
return i;
}
}
return -1;
}
可以插入元素，那总得可以删除了，我们利用 remove 方法删除一个元素
remove：删除列表中的某一元素
//该方法通过使用find()方法返回元素的位置对 dataStore 数组进行截取，如果删除成功，返回 true , 并将 listSize 的值减1，更新列表长度，否则返回 false
function remove ( element ) {
var foundAt = this.find(element);
if( foundAt > -1 ){
this.dataStore.splice( foundAt , 1 );
--this.listSize;
return true;
}
return false;
}
我想知道我的列表还有多少个元素的时候，就得构建 length 方法，
length：返回列表中总的元素个数
//该方法直接将 listSize 返回即可
function length(){
return this.listSize;
}
如果能显示我的列表元素就好了，这个可以有，我们来看看 toString 方法，
toString：显示列表的元素
//该方法直接返回了列表数组，显示出当前列表内容
function toString(){
return this.dataStore;
}
现在我们的列表已经有了基本的一些功能，不妨下试试
//构造列表对象
var fruits = new List();
//添加三个元素
fruits.append('Apple');
fruits.append('Grape');
fruits.append('Banana');
//打印列表
console.log( fruits.toString() ) // ["Apple", "Grape", "Banana"]
//查看列表长度
console.log( fruits.length() ) // 3
//查找 Banana 的位置
console.log( fruits.find('Banana') ) // 2
//删除 Grape
fruits.remove('Grape');
console.log( fruits.toString() ) // ["Apple", "Banana"]
如果我们删除了 Grape 元素 ， 我们还想将它放回到原来的位置 ，这时候我们就需要调用 insert 方法
insert：向列表某个位置添加一个元素
//该方法需要传入两个参数，第一个参数表示待插入的元素，第二个参数表示待插入元素的前一个元素，用于确定插入元素的位置，并调用 splice 方法更改列表数组，插入成功后更新 listSize 并返回 true ， 否则返回 false；
function insert( element , after ){
var insertPos = this.find( after );
if( insertPos > -1 ){
this.dataStore.splice( insertPos + 1 , 0 , element );
this.listSize ++;
return true;
}
return false;
}
现在，我们把 Grape 放到原来的位置上去;
fruits.insert( 'Grape' , 'Apple' ); console.log( fruits.toString() ) // ["Apple", "Grape", "Banana"]
ok，现在已经能够把 Grape 插入到原来的位置了。
如果我吃完了所有水果，我现在想要清空列表，我们就需要一个 clear 方法；
clear：清空列表
//该方法使用 delete 操作符删除 dataStore 数组 ， 接着创建新的数组，并将其 listSize 和 pos 初始化设为 1 。
function clear(){
delete this.dataStore;
this.dataStore = [];
this.listSize = this.pos = 0;
}
我们不妨试一试。
fruits.clear(); console.log( fruits.toString() ); // []
成功了！
上面我们看到了列表中有个 pos 属性，表示当前列表所在的位置，我们接下来就围绕它做点事情，让用户可以自由操作列表
front：将列表的位置移到第一个位置上
//该方法只要将 pos 置为 0 即可
function front(){
this.pos = 0 ;
}
end：将列表的位置移到最后一个位置上
//同上，该方法只要将 pos 置为列表长度减 1 即可，因为数组下标从 0 开始嘛
function end(){
this.pos = this.listSize - 1;
}
prev：将当前位置前移一位
//只要将 pos 的位置减 1 即可，但要主要不能越界
function prev(){
if( this.pos > 0 ){
this.pos --;
}else{
console.log('您当前已在首位');
}
}
next：将当前位置后移一位
//同理，只要将 pos 的位置加 1 即可，但要主要不能越界
function next(){
if( this.pos < this.listSize - 1 ){
++this.pos;
}else{
console.log('您当前已在末尾');
}
}
moveTo：将当前位置移动到指定位置
//直接改变 pos 的值即可，注意输入的合法性
function moveTo( position ){
if( position < 0 || position > (this.listSize - 1) ){
console.log('请输入正确的位置');
}else{
this.pos = position;
}
}
我既然可以随意改变我的列表位置，那我总得知道我当前位置在哪里啊，因此我们需要 currPos 和 getElement 两个方法分别返回当前的位置和元素;
currPos：返回列表的当前位置
//只需将 pos 直接返回即可
function currPos(){
return this.pos;
}
getElement：返回当前位置的元素
//直接取对应的元素就好
function getElement(){
return this.dataStore[this.pos];
}
接着，我们测试一下，首先将列表恢复到清空前的样子，然后我们在多添加几个元素进去。
//再添加几个
fruits.append('Pear');
fruits.append('Orange');
fruits.append('Strawberry');
console.log( fruits.toString() ); // ["Apple", "Grape", "Banana", "Pear", "Orange", "Strawberry"]
//我们先看当前的位置和元素
console.log( fruits.currPos() ); // 0
console.log( fruits.getElement() ); // Apple
//我们尝试改变一下
fruits.moveTo( 2 );
fruits.next();
console.log( fruits.currPos() ); // 3
console.log( fruits.getElement() ); // Pear
fruits.end();
fruits.prev();
console.log( fruits.currPos() ); // 4
console.log( fruits.getElement() ); // Orange
至此，我们已经基本完成了列表的所有功能，还差最后一个，判断给定元素是否在列表内，我们这里采用 contains 方法
contains：判断给定值是否在列表中
//我们直接利用利用 indexOf() 或者采用跟为高级的 ES6 中的 includes 方法来判断
//ES5
function contains( element ){
if( this.dataStore.indexOf( element ) > -1 ) return true;
else return false;
}
//ES6
function contains( element ){
return this.dataStore.includes( element );
}
( ps：对 ES6 不太熟悉的同学，也可以参考本站https://www.jb51.net/article/138409.htm )
写完测试一下，
console.log(fruits.contains('Banana')); // true
console.log(fruits.contains('Watermelon')); // false
大功告成！我们自己用 javascript 实现了一个列表，至于后面如何拓展，自己可以发散思维，多动手实践实践，一起加油！
感兴趣的朋友可以使用在线HTML/CSS/JavaScript代码运行工具：http://tools.jb51.net/code/HtmlJsRun测试上述代码运行效果。
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希望本文所述对大家JavaScript程序设计有所帮助。