JavaScript数据结构与算法实现

JavaScript可通过数组、对象和类实现核心数据结构:数组适合索引访问,链表利于频繁增删;用数组实现LIFO,队列用对象优化FIFO;二叉树支持递归遍历,图用邻接表存储;并可基于这些结构实现递归、排序、搜索等算法。

javascript数据结构与算法实现

JavaScript 是一门灵活且强大的编程语言,非常适合用来实现各种数据结构与算法。通过合理使用 JavaScript 的对象、数组和函数特性,我们可以高效地构建常见数据结构,并在此基础上实现经典算法。以下是几种核心数据结构及其在 JavaScript 中的实现方式。

数组与链表

数组是 JavaScript 中最基础的数据结构之一,基于索引访问非常快,但在插入或删除时效率较低,尤其是在头部或中间位置。

常见操作:push() / pop():尾部增删,时间复杂度 O(1)shift() / unshift():头部增删,时间复杂度 O(n)

链表通过节点连接实现,每个节点包含值和指向下一个节点的指针。适合频繁插入删除的场景。

简易单向链表实现:

class ListNode {  constructor(val) {    this.val = val;    this.next = null;  }}

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

append(val) {const node = new ListNode(val);if (!this.head) {this.head = node;} else {let current = this.head;while (current.next) {current = current.next;}current.next = node;}}}

栈与队列

遵循后进先出(LIFO)原则,可以用数组快速实现。

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实现示例:

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

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

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

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

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

队列是先进先出(FIFO)结构。虽然可用数组实现,但 shift() 操作为 O(n),建议用对象加指针优化。

优化队列实现:

class Queue {  constructor() {    this.items = {};    this.head = 0;    this.tail = 0;  }

enqueue(val) {this.items[this.tail] = val;this.tail++;}

dequeue() {if (this.head === this.tail) return undefined;const val = this.items[this.head];delete this.items[this.head];this.head++;return val;}}

树与图

二叉树每个节点最多有两个子节点。常用于搜索、排序等场景。

二叉树节点定义:

class TreeNode {  constructor(val) {    this.val = val;    this.left = null;    this.right = null;  }}

常见遍历方式包括递归实现的前序、中序、后序遍历,以及用队列实现的层序遍历(广度优先)。

可以用邻接表或邻接矩阵表示。JavaScript 中常用对象存储邻接表。

无向图实现示例:

class Graph {  constructor() {    this.adjacencyList = {};  }

addVertex(vertex) {if (!this.adjacencyList[vertex]) {this.adjacencyList[vertex] = [];}}

addEdge(v1, v2) {this.adjacencyList[v1].push(v2);this.adjacencyList[v2].push(v1);}}

常见算法实现

在数据结构基础上,可实现多种经典算法。

递归与回溯:斐波那契数列(可用记忆化优化)全排列问题

排序算法

快速排序:选择基准,分区递归归并排序:分治合并,稳定排序

搜索算法:

二分查找:适用于有序数组,时间复杂度 O(log n)深度优先搜索(DFS):常用于树和图的遍历广度优先搜索(BFS):借助队列,适合找最短路径

基本上就这些。掌握这些基础结构和实现方法,能应对大多数前端或算法题场景。关键是理解每种结构的适用条件和性能特点。

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