JavaScript数据结构与算法-EW帮帮网

算法和数据结构导论
面试问题：

栈和队列的区别是什么？
TCP/IP协议和HTTP协议是什么？
冒泡排序和归并排序的区别？

1.栈

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构
在这里插入图片描述
栈结构操作

js实现栈结构-----数组

使用类封装栈操作

方法实现：

方法名	操作
push	栈顶添加元素
pop	栈顶移除元素
peek	查看栈顶
isEmpty	检查栈是否为空
clear	移除全部元素
size	获取栈长度

//es5 
//函数：函数，构造器
//this指向要创建的对象
var Stack = function(){
	var items = [];		//私有

	//push栈顶添加元素
	this.push = function(element){
		items.push(element);
	}
	//pop移除栈顶元素
	this.pop = function(){
		return items.pop();
	}

	this.push = function(element){
		items.push(element);
	}
	
	//peek 检查栈顶
	this.peek = function(){
		return items[items.length - 1];	
	}
	
	//检查栈是否为空
	this.isEmpty = function(){
		return items.length == 0;
	}
	
	//清除栈
	this.clear = function(){
		items = [];
	}
	
	//获取栈的大小
	this.size = function(){
		return items.length;
	}

	//检查items
	this.getItems = function(){
		return items;
}
}

栈实例：十进制到二进制转换
在这里插入图片描述

//10转2
var divBy2 = function(number){
	var stack = new Stack();
	var yushu
	
	var string2 = '';

	while(number > 0){
		yushu = number % 2;
		stack.push(yushu);
		number = Math.floor(number/2);
	}

	while(!stack.isEmpty()){
		string2 += stack.pop();
	}
	return string2;
}

//1.先完成fn2，再完成fn1
//2.先完成fn1，再完成fn2
var fn1 = function(){
 	return console.log("fn1 finish");
}
var fn2 = function(){
	fn1();
	return console.log("fn2 finish");
}

var app = function(){
	app();
}

2.队列

在这里插入图片描述
队列操作

使用数组实现队列结构

方法实现

方法名	操作
enqueue	入队
dequeue	出队
front	查看队列头
isEmpty	检查队列头是否为空
size	获取队列长度

类封装队列操作

var Queue = function(){
	var items = []; //私有
	//入队
	this.enqueue = function(element){
		items.push(element);
	}
	//出队
	this.dequeue = function(){
		return items.shift();
	}
	//查看队列头
	this.front = function(){
		return items[0];
	}
	//检查队列是否为空
	this.isEmpty = function(){
		return items.length === 0;
	}
	//检查队列的长度
	this.size = function(){
		return items.length;
	}
}

	var chuanhua = function(){
		var q = new Queue();
		for(var i = 0;i < names.length;i++){
				q.enqueue(names[i]);
		}
		//重要部分
		var taotai;
		while(q.size() > 1){
			//i ==3
			for(var i = 0;i < number - 1;i++){
				q.enqueue(q.dequeue());
			}
			taotai = q.dequeue();
			console.log("淘汰的玩家是" + taotai);
		}
	}
	//玩家列表
	var name = ['a','b','c','d','e','f'];//一直传---直到剩下最后一名玩家
	//游戏规则
	var number = 3;

	//队列 =》优先队列
	//飞机  高级会员  优先登机

	//优先级  priorityQueue
	//"小黑" 3
	/**
	Object{
	name:"小黑",
	priority:3
	}
	*/
	//"小明" 5

	var priorityQueue = function(){
		var items = [];

		//辅助类
		var QueueItem =function(element,priority){
			this.element = element;
			this.priority = priority;
		}
		this.enqueue = function(element.priority){
			var queueItem = new QueueItem(element.priority);
			var added = false;
			for(var i = 0;i < items.length;i++){
				if(queueItem.priority > items[i].priority){
						items.splice(i,0,queueItem);
						added = true;
						break;
				}
			}
			if(!added){
				items.push(queueItem);
			}
		}
		this.getItems = function(){
		return items;
		}
	}
var pq = new PriorityQueue();
pq.enqueue("小黑",10);
pq.enqueue("小明",12);

3.链表

在这里插入图片描述

var LinkdList = function(){

	//链表头
	var head = null;
	//链表长度
	var length = 0;
	//辅助类：节点
	var Node = function(element){
		this.element = element;
		this.next = null;
	}

	//链表尾添加元素
	this.append = function(element){
	var node = new Node(element);

	if(head == null){
		head = node;
	}else{
		var current = head;
		while(current.next){
			current = current.next;
		}
			//while循环执行完之后，current已经是链表最后一项了
		current.next = node;
		}
		length ++;
	}
	//链表某一个位置添加元素
	this.insert = function(position,element){
		//越界
		if(position > -1 && position < length){
			var node = new Node(element);
			if(position == 0){
				var current = head;
				head = node;
				head.next = current; 
			}else{
				var index = 0;
				var current = head;
				var previous = null;
				while(index < position){
					previous = current;
					current = current.next;
					index++;
				}
				previous.next = node;
				node.next = current;
			}
			length++;
		}	
	}

	this.getHead = function(){
		return head;
	}
}

var l = new LikedList
l.append(1);
l.append(2);
l.append(3);

l.insert(1,10);

链表操作
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

//与splice 功能类似
//没有移除     拿出来用
this.removeAt = function(position){
	if(position > -1 && position < length){
		if(position == 0){
			var current = head;
			head = current.next;
		}else{
			var current =head;
			var previous = null;
			var index = 0;
			while(index < position){
				previous = current;
				current = current.next;
				index++;
			}       
			//跳出循环的时候，index == position
			previous.next = current.next;
			}
			length--;
			return current;
		}
		return null;
}

在这里插入图片描述

this.indexOf = function(element){
	var current = head;
	var index = 0;
	while(current){
		if(current.element == element){
			return index;
			}
			current = current.next;
			index++;
			}
			return -1;
}

//remove(position)   删除某个位置的元素
//indexOf(element)	 获取某个元素的位置
this.remove = function(element){
	return this.removeAt(this.indexOf(element));
}

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

在这里插入图片描述

4.集合

集合是一种数字中的概念
A = {1，2，3} B = {7，2，9}

集合的特性

无重复性
空集
子集

Map
set
WeakMap
WeakSet
filter

集合操作方法
在这里插入图片描述
集合中查询元素存在：has(value)

this.has = function(value){
	return items.hasOwnProperty(value);
}

集合中添加元素：add(value)

this.add = function(value){
	if(!this.has(value)){
			items[value] = value;
			return value;
		}
	return false;
}

集合中移除元素：remove(value)

this.add = function(value){
	if(this.has(value)){
		delete items[value];
		return true;
	}
	return false;
}

//ES6 Set
var Set2 = function(){
	var items = {};

	//检查元素是否存在 return boolean
	this.has = function(value){
		return items.hasOwnProperty(value);
	}
	//清空集合
	this.clear = function(){
		items = {};
	}
	//size 集合的大小 ？？？？
	this.size = function(){
		//遍历集合
		var count = 0;
		for(var i in items){
			if(items.hasOwnProperty(i)){
				count++;
			}
			count++;
			console.log(i)
		}
		return count;
	}
	this.value = function(){
		var values = [];
		for(var i in items){
			if(items.hasOwnProperty){
				values.push(items[i]);
			}
		}
		return values;
	}
	//并集
this.union = function(otherSet){
	var resultSet = new Set2();

	//1.把自己的值提取出来
	var arr = this.value();
	for(var i = 0;i < arr.length;i++){
		resultSet.add(arr[i]);
	}

	//2.把另一个集合的值提取出来
	arr = otherSet.value();
	for(var i = 0;i < arr.length;i++){
		resultSet.add(arr[i]);
	}
	return resultSet;
}
//交集
this.intersection = function(otherSet){
	var resultSet = new Set2();

	var arr = this.value();
	for(var i = 0;i < arr.length;i++){
		if(otherSet.has(arr[i])){
			resultSet.add(arr[i]);
		}
		resultSet.add(arr[i]);
		}
		return resultSet;
	}
	this.difference = function(otherSet){
		var resultSet = new Set2();
		var arr = this.value();
		for(){

		}
	}
}
var A = new Set2();
A.add(1)
A.add(2)
A.add(3)

	this.getItems = function(){
		return items;
	}
}
//都是函数，函数允许有属性和方法 》 函数（构造器）的方法称之为静态方法
//var object = function(){}
//Object.prototype =  .....

Set方法
add	添加元素
clear	清除全部元素
delete	删除
entire	获取迭代器
forEach	遍历方法
has	检查元素是否存在
size	获取元素长度
values	获取全部值

WeakSet方法
add	添加元素
delete	删除
has	检查元素是否存在

在这里插入图片描述

5.字典散列表（hash表）

在这里插入图片描述
字典主要操作
添加键值对：set(key,value)
通过键值移除元素：delete(key)
检查键：has(key)
由键获取值：get(key)

//字典 dictionary
//散列表 ： 哈希表 HashTable

var Dictionary = function(){
	var items = {};

	//检查键是否存在
	this.has = function(key){
		return items.hasOwnProperty(key);
	}

	this.set = function(key,value){
		//items.key = value;
		items[key] = value;
	}

	this.delete = function(key){
		if(this.has(key)){
			delete items[key];
			return true;
		}
		return false;
	}

	this.get = function(key){
		if(this.has(key)){
			return items[key];
		}
		return undefined;
	}
	this.getItems = function(){
		return items;
	}

var books = [
	{
		name:"红楼梦",
		price:200
	}
	{
		name:"水浒传",
		price:198
	}
	{
		name:"金瓶梅",
		price:199
	}
	{
		name:"西游记",
		price:132
	}
]
//哈希表
var HashTable = function(){
	var items = [];

	//散列函数
	//key > number > items[number]
	//ascII a => 97
	//J74 o111 b98 s115
	//key => 散列值
var loseloseHashCode = function(key){//Jobs
	var hash = 0;
	for(var i = 0;i < key.length;i++){
		hash += key[i].charCodeAt();
	}
	return hash % 37;
} 
	//不实现
	var djb2HashCode = function(){}
	
	this.put = function(key,value){
		//key = Jobs value = jobs@qq.com
		var position = loseloseHashCode(key);
		console.log(position + '-' + value);
		items[position] = value;
	}
	this.remove = function(key){
		items[loseloseHashCode(key)] = underfined;
	}
	this.get = function(key){
		return items[loseloseHashCode(key)];
	}
	this.getTtems = function(){
		return items;
	}
}
	var ht = new HashTable;
	ht.put('Jobs','Jobs@qq.com');
	ht.put('Bob','Bob@qq.com');
}
	var HashTable_L = function(){
		var items = [];
		//散列函数 key 》散列值》重复率太高
		var loseloseHashCode = function(key){//Jobs
			var hash = 0;
			for(var i = 0;i < key.length;i++){
				hash += key[i].charCodeAt();
			}
			return hash % 37;
		}
		this.put = function(key,value){
			var position = loseloseHashCode(key);
			if(table[position]){
				table[position].append(new Node(key,value));
				}else{
				var l = new LinkList;
				table[position] = l;
				table[position].append(new Node(key,value));
			}
		}
		this.get = function(key){
			var position = loseloseHashCode(key)
			if(table[position]){
				//链表线性查找
				var current = table[position].getHead();
				while(current){
						if(current.element.key == key){
							return current.element.value;
							}
							current = current.next;
					}
			}else{
				return undefined;
			}
		}
		this.remove = function(key){
			var position = loseloseHashCode(key);
			if(table[position]){
				//删除
				//remove(element)
				var current = table[position].getHead();
				while(current){
						if(current.element.key == key){
							//	查找到对应的key了
							table[position].remove(current.element/*Node*/);
							if(table[position].isEmpty()){
								table[position] = undefined;
								}
							return true;
						}
						current = current.next;
					}
				}else{
					return false;
			}
		}
		this.getTable = function(){
			return table;
		}
	}
//线性探查法
var HashTable_x = function(){
	var table = [];
	var loseloseHashCode = function(key){
	var hash = 0;
	for(var i = 0;i < key.length;i++){
		hash += key[i].charCodeAt();
	}
	return hash % 37;
}
var Node = function(key,value){
	this.key = key;
	this.value = value;
}
//不实现
var djb2HashCode = function(key){
	var hash = 5381;
	for(var i = 0;i < key.length;i++){
		hash = hash * 33 + key[i].charCodeAt();
	}
	return hash % 1013;
}

	this.put = function(key,value){
		var position = loseloseHashCode(key);
		if(table[position] == undefined){
			table[position] = new Node(key,value);
		}else{
		//说明这个位置被占据了
		var index = position+1;
		while(table[index] !== undefined){
			index++;
		}
		table[index] = new Node(key,value);
		}
	}
	this.get = function(key){
		
	}
	this.remove = function(key){
		
	}
}

	var hl = new HashTable_L;
	hl.put('Donnie','Donie@qq.com');
	hl.put('Ana','Ana@qq.com');

在这里插入图片描述

6.树

在这里插入图片描述

树结构的主要操作：
增加子节点 appendChild()
删除子节点 removeChild()
查找子节点 getElementBy**()

var Tree = function(){
	var Node = function(value){
		this.value = value;
		this.left = null;
		this.right = null;
	}
	
	var root = null;
	//插入节点
	var insertNode = function(node,newNode){
		if(newNode.value > node.value){
			//往右走
			if(node.right == null){
				node.right = newNode;
			}else{
				insertNode(node.right,newNode);
				}
		}else if(newNode.value < node.value){
			//往左走
			if(node.left == null){
					node.left = newNode;
				}else{
					insertNode(node.left,newNode);
				}
			}
	}
	this.insert = function(value){
		var newNode = new Node(value);//新的节点
		if(root == null){
			//空树
			root = newNode;
		}else{
			insertNode(root,newNode);
		}
	}
	//搜索节点
	this.search = function(value){

	}
	//遍历节点
	var traverse = function(node,callback){
		//node =>null
		if(node == null){return;}
		traverse(node.left);
		traverse(node.right);
		traverse(node.value);
	}
	this.traverse = function(callback){
		traverse(root,callback);	
	}
	//1.树还是空的
	//2.树不是空的
	var min = function(node){
		if(node == null){return null;}
		while(node && node.left){
			node = node.left;
		}
		return node.value;
	}
	this.min = function(){
		return min(root);
	}
	var max = function(node){
		if(node == null){return null;}
		while(node && node.right){
			node = node.right;
		}
		return node.value;
	}
	this.max = function(){
		return max(root);
	}
	//删除节点      root根节点
	var finMinNode = function(node){
		if(node == null){return null}
		while(node && node.left){
			node = node.left;
		}
		return node
	}
	var removeNode = function(root,value){
		if(node == null){return null;}
		if(value > node.value){
			//	继续向右查找
			node.right = removeNode(node.right,value);
			return node;
		}else if(value < node.value){
			//向左查找
			node.left = removeNode(node.left,value);
			return node;
		}else{
			//value == node.value
			//执行删除过程
			if(node.left == null && node.right == null){
				//	叶节点条件
				node = null;
				return node;
			}
			//只有一个子节点条件
			if(node.left == null && node.right){
				node = null;
				return node.right;
			}else if(node.right == null && node.left){
				node = null;
				return node.left;
			}

			//有两个子节点的条件
			var aux = findMinNode(node.right)//查找到的最小的子节点
			node.value = aux.value;
			node.right = removeNode(node.right,aux.key);
			return node;
			}
	}
	this.remove = function(value){
		root = removeNode(root,value);
	}
	//获取根节点
	this.getRoot = function(value){
		return root;
	}
}

var t = new Tree;

t.insert(8)
t.insert(2)
t.insert(3)
t.insert(9)

var print = function(value){
	console.log("value - ",value);
}
t.traverse(print);

//递归
//var count = 0;
//var fn = function(){
//	if(count > 5) return
//   count++;
//   fn();
//}
//fn();

7.图

图结构应用例子：
在这里插入图片描述

图的一些基本概念：

图的表示方式

邻接矩阵

	A	B	C	D	E	F
A	0	1	1	1	0	0
B	1	0	0	0	1	1
C	1	0	0	1	0	0
D	1	0	1	0	0	0
E	0	1	0	0	0	0
F	0	1	0	0	0	0

缺点：

非常浪费计算机内存
添加和删除点很麻烦

邻接表
在这里插入图片描述

A	B C D
B	A E F
C	A D
D	A C
E	B
F	B

var Graph = function(){
	//存储顶点
	var vertices = [];
	//边
	var adjList = {};

	//1.添加顶点
	this.addVertex = function(v){
		vertices.push(v);
		adjList[v] = [];
	}
	//2.添加边
	this.addEdge = function(a,b){
		adjList[a].push(b);
		adjList[b].push(a);
	}
	this.print = function(){
		var s = '\n';
		for(var i = 0;i < vertices.length;i++){
			var dingdian = vertices[i];
			s += dingdian + ' => ';
			var bian = adjList[dingdian];
			for(var j = 0;j < bian.length;j++){
				s += bian[j];
			}
			s += "\n";
		}
		console.log(s);
	}
	
	//white 未发现
	//grey 已发现未探索
	//black 已探索
	var initColor = function(){
		var color = {};
		for(var i = 0;i < vertices.length;i++){
			color[vertices[i]] = 'white';
		}
		return color;
	}
	this.bfs = function(v,callvack){
		var color = initColor();
		/*
		color = {
			A:'white',
			B:'white',
		}
		*/
		var queue = new Queue;
		queue.enqueue(v);

		while(!queue.isEmpty()){
			var now = queue.dequeue();
			var bian = adjList[now];
			for(var i = 0;i < bian.length;i++){
				var w = bian[i];
				if(color[w] === 'white'){
					//未发现的全部入列，并且标识为已发现
					color[w] = 'grey';
					
					//设置回溯点
					pred[w] = now
					d[w]  = d[now] + 1;
					
					queue.enqueue(w);
				}
			}
			color[now] = 'black';
			if(callback){
				callback(now)
			}
		}
		return {
			pred:pred,
			d:d,
		}
	}
	var color = 
	var dfsVisite = function(v,color,callback){
		color[u] = 'grey';
		var n = adjList[u];
		for(var i = 0;i < n.length;i++){
			var w = n[i];
			if(color[w] == 'white'){
				dfsVisite(w,color,callback);
			}
		}
		color[u] = 'black';
		if(callback){
			callback(u);
		}
		dfsVisite(n);
	}
	this.dfs = function(v,callback){
		var color = initColor();
		dfsVisite(v,color,callback);
	}
}
	var g = new Graph
	g.addVertex('A');
	g.addVertex('B');

	g.addEdge('A','B');


	//添加新的路径
	g.addEdge('D','F');

	//广度优先算法 能解决  能保证每个点的回溯点是  最近的
	var s = g.BFS('A');	

	//最短路径
	var zuiduan = function(from,to){
		var v = to;//设置当前点
		var path = new Stack();
		while(v !== from){
			console.log(v);
			path.push(v);
			v = s.pred[v];
		}
		path.push(v);
		
	}
	var str = '';
	while(!path.isEmpty()){
		str += path.pop() + '-';
	}

	str = str.slice(0,str.length-1);
	
	zuiduan('A','F');

每一个节点有三种状态

未发现尚未发现此节点
已经发现（发现其他节点连接到此，但未查找此节点全部连接的节点）
已经探索 (已经发现此节点连接的全部节点)

广度优先遍历流程如下

发现未发现节点后放在队列中，等待查找，并且标志为已发现
在队列中拿出已发现节点开始探索全部节点，并且跳过已发现节点
遍历完此节点后，将此节点标志为已探索
开始在队列中探索下一节点

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