JavaScript 中的数据结构与算法：数组、链表、栈、队列等

在JavaScript中，数据结构和算法是非常重要的主题，它们用于有效地组织和处理数据。下面介绍几种常见的数据结构和算法：

1. 数组（Array）

数组是一种线性数据结构，用于存储一组有序的元素。在JavaScript中，数组是动态大小的，可以容纳不同类型的元素。

创建数组

// 创建一个空数组
const array1 = [];

// 创建一个带有元素的数组
const array2 = [1, 2, 3, 4];
const array3 = ['apple', 'banana', 'orange'];

常用操作

// 获取数组长度
const length = array2.length; // Output: 4

// 访问数组元素
const element = array2[0]; // Output: 1

// 添加元素到数组末尾
array2.push(5); // array2: [1, 2, 3, 4, 5]

// 删除数组末尾的元素
array2.pop(); // array2: [1, 2, 3, 4]

// 在指定位置添加/删除元素
array2.splice(2, 0, 6); // array2: [1, 2, 6, 3, 4]

// 遍历数组
array2.forEach((element) => console.log(element));

2. 链表（Linked List）

链表是一种线性数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含两个部分：数据和指向下一个节点的引用。

创建链表

class Node {
   
  constructor(data) {
   
    this.data = data;
    this.next = null;
  }
}

class LinkedList {
   
  constructor() {
   
    this.head = null;
  }
}

常用操作

// 添加节点到链表末尾
function append(data) {
   
  const newNode = new Node(data);
  if (!this.head) {
   
    this.head = newNode;
  } else {
   
    let current = this.head;
    while (current.next) {
   
      current = current.next;
    }
    current.next = newNode;
  }
}

// 删除指定数据的节点
function remove(data) {
   
  if (!this.head) return;
  if (this.head.data === data) {
   
    this.head = this.head.next;
  } else {
   
    let current = this.head;
    let prev = null;
    while (current && current.data !== data) {
   
      prev = current;
      current = current.next;
    }
    if (!current) return; // Data not found
    prev.next = current.next;
  }
}

// 遍历链表
function print() {
   
  let current = this.head;
  while (current) {
   
    console.log(current.data);
    current = current.next;
  }
}

3. 栈（Stack）

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，只能在一端（称为栈顶）进行插入和删除操作。

创建栈

class Stack {
   
  constructor() {
   
    this.items = [];
  }

  push(element) {
   
    this.items.push(element);
  }

  pop() {
   
    return this.items.pop();
  }

  peek() {
   
    return this.items[this.items.length - 1];
  }

  isEmpty() {
   
    return this.items.length === 0;
  }

  size() {
   
    return this.items.length;
  }

  clear() {
   
    this.items = [];
  }
}

使用栈

const stack = new Stack();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);

console.log(stack.pop()); // Output: 3
console.log(stack.peek()); // Output: 2
console.log(stack.isEmpty()); // Output: false
console.log(stack.size()); // Output: 2
stack.clear();
console.log(stack.isEmpty()); // Output: true

4. 队列（Queue）

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，元素只能在一端（称为队尾）插入，在另一端（称为队首）删除。

创建队列

class Queue {
   
  constructor() {
   
    this.items = [];
  }

  enqueue(element) {
   
    this.items.push(element);
  }

  dequeue() {
   
    return this.items.shift();
  }

  front() {
   
    return this.items[0];
  }

  isEmpty() {
   
    return this.items.length === 0;
  }

  size() {
   
    return this.items.length;
  }

  clear() {
   
    this.items = [];
  }
}

使用队列

const queue = new Queue();
queue.enqueue(1);
queue.enqueue(2);
queue.enqueue(3);

console.log(queue.dequeue()); // Output: 1
console.log(queue.front()); // Output: 2
console.log(queue.isEmpty()); // Output: false
console.log(queue.size()); // Output: 2
queue.clear();
console.log(queue.isEmpty()); // Output: true

以上是JavaScript中常见的几种数据结构和算法的简介。它们都有不同的特点和适用场景，在实际开发中，根据需求选择合适的数据结构和算法能够提高代码效率和可读性。