数组和链表的区别及JS转换

1、数组

1.1 数组的定义

数组是若干个元素按照顺序排列存放的一个集合，并且每个元素至少存在一个 索引（index） 或者 关键字（key） 所标识，每个元素的位置都可以通过计算索引拿到。

一维数组：[1,2,3]; //数组的每一个元素是一个数据类型

二维数组：[["a","b","c"],[1,2,3],123]; //数组的每一个元素是一个一维数组

三维数组：[[["a","b","c"],[1,2,3]],[["a","b","c"],[1,2,3]]]; //数组的每一个元素是一个二维数组

1.2数组的优缺点

数组作为我们工作中最为常见的一种数据结构，其最大的特性莫过于高效的 查询 数据；

但是其缺点也是非常的明显，在进行 插入 和 删除 数据时，需要进行大量的数据移动补位消耗大量的时间。

 

2、链表

2.1 链表的定义

链表结构其实是内存内部的一种存储方式，链表则是把一系列节点串联起来，每个节点上至少包含两个部分： 数据域 与 指针域。

数据：保存数据；

指针：指向下一个节点的引用；

链表中的每个节点，通过指针域的值，形成一个线性结构。

其中，data中保存着数据，next保存着下一个链表的引用。

我们说 data2 跟在 data1 后面，而不是说 data2 是链表中的第二个元素。

我们将链表的尾元素指向了 null 节点，表示链接结束的位置。

 

由于链表的起始点的确定比较麻烦，因此很多链表的实现都会在链表的最前面添加一个特殊的节点，称为 头节点，表示链表的头部。

 

 向链表中插入一个节点的效率很高，需要修改它前面的节点(前驱)，使其指向新加入的节点，而将新节点指向原来前驱节点指向的节点即可。下面我将用图片演示如何在 data2 节点 后面插入 data4 节点。

 从链表中删除一个节点，也很简单。只需将待删节点的前驱节点指向待删节点的，同时将待删节点指向null，那么节点就删除成功了。

2.2 链表的优缺点

因为链表是一种 松散 的结构体，所以当你想要找到其中的某一个节点时，只能够从 头节点 一级一级的往下找，但也因为这种松散的结构使得其进行 插入 和 删除 时只需要改变其 指针域 的指向即可

优点：适合动态插入和删除的应用场景；

缺点：不能快速的定位和随机访问数据。

3、数组和链表的对比

• 数组和链表都是线性数据结构
• 数组为静态结构，静态分配内存。链表支持动态分配内存
• 数组在数据储存时是一段连续的内存空间，链表是非连续的通过指针来串联
• 数组可以根据下标定位快速查找，链表则需要遍历查找
• 数组在插入和删除时会有大量的数据移动补位，链表只需要改变指针指向

4、JS中链表的实现

不同于new Array()、new Set()、new Map()等数据结构，目前js官方还没有为我们提供一个直接的链表API实现。不过我们可以通过对象的方式去模拟出一个链表。

链表可以分为三类：

• 单向链表：线型数据结构，指针指向下一个节点，终点指向null
• 双向链表：可以往前或者往后添加节点，指针指向前一个节点和后一个节点
• 循环链表：循环链表的第一个节点指向最后一个节点，最后一个节点指向第一个节点（循环链表又可以划分为 “单向循环链表”和“双向循环链表”）

// 链表对象化，便于理解
const obj = {
  data: 1,
  next: {
    data: 2,
    next: {
      data: 3,
      next: null,
    },
  },
};

5、使用js实现将数组转为链表，及将链表转为数组

5.1 数组转链表

    function arrayList(arr) {
        if (arr.length === 0) {
            return null
        }
        var nodes = []

        for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
            var node = {}
            node.value = arr[i]
            node.next = null
            nodes.push(node)
        }

        for (var i = 0; i < nodes.length - 1; i++) {
            nodes[i].next = nodes[i + 1]
        }

        return nodes[0]
    }

//不占用额外空间
    function arrayList(arr) {
        if (!arr.length) {
            return null
        }

        let node;
        let head = {
            value: arr[0],
            next: null
        }
        let preNode = head //preNode变量用来保存前一个节点

        for (let i = 1; i < arr.length; i++) {
            node = {
                value: arr[i],
                next: null
            }
            preNode.next = node //将前一个节点的next指向当前节点
            preNode = node //将node赋值给preNode
        }

        return head
    }

//递归
    function arrayList(ary, start = 0) {
        if (start === ary.length) {
            return null
        }

        var node = {
            value: ary[start],
            next: null
        }

        var rest = arrayList(ary, start + 1)
        node.next = rest
        return node
    }

 5.2 链表转数组

    function listArray(head) {
        if (!head) {
            return []
        }

        var result = []
        var p = head

        while (p) {
            result.push(p.value)
            p = p.next
        }

        return result
    }

 

    function listArray(head) {
        if (!head) {
            return []
        }
        var result = [head.value]
        var restValues = list2array(head.next)
        return result.concat(restValues)
    }

 参考文章

JS中的算法与数据结构——链表(Linked-list)

JS中的数据结构——链表(Linked-list)详解

使用js实现将数组转为链表，及将链表转为数组。