用 JavaScript 实现链表操作 - 05 Sorted Insert

junbaor 发布于2019-08-21 11:23 / 641人阅读

摘要：把节点插入一个已排序的链表。这个函数接受两个参数一个链表的头节点和一个数据，并且始终返回新链表的头节点。这是链表的一个常用技巧。另外合理使用可以简化不少循环的代码。

TL;DR

把节点插入一个已排序的链表。系列目录见前言和目录。

需求

写一个 sortedInsert() 函数，把一个节点插入一个已排序的链表中，链表为升序排列。这个函数接受两个参数：一个链表的头节点和一个数据，并且始终返回新链表的头节点。

sortedInsert(1 -> 2 -> 3 -> null, 4) === 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> null)
sortedInsert(1 -> 7 -> 8 -> null, 5) === 1 -> 5 -> 7 -> 8 -> null)
sortedInsert(3 -> 5 -> 9 -> null, 7) === 3 -> 5 -> 7 -> 9 -> null)

递归版本

我们可以从简单的情况推演递归的算法。下面假定函数签名为 sortedInsert(head, data) 。

当 head 为空，即空链表，直接返回新节点：

if (!head) return new Node(data, null)

当 head 的值大于或等于 data 时，新节点也应该插入头部：

if (head.data >= data) return new Node(data, head)

如果以上两点都不满足，data 就应该插入后续的节点了，这种 “把数据插入某链表” 的逻辑恰好符合 sortedInsert 的定义，因为这个函数始终返回修改后的链表，我们可以新链表赋值给 head.next 完成链接：

head.next = sortedInsert(head.next, data)
return head

整合起来代码如下，非常简单并且有表达力：

function sortedInsert(head, data) {
  if (!head || data <= head.data) return new Node(data, head)

  head.next = sortedInsert(head.next, data)
  return head
}

循环版本

循环逻辑是这样：从头到尾检查每个节点，对第 n 个节点，如果数据小于或等于节点的值，则新建一个节点插入节点 n 和节点 n-1 之间。如果数据大于节点的值，则对下个节点做同样的判断，直到结束。

先上代码：

function sortedInsertV2(head, data) {
  let node = head
  let prevNode

  while (true) {
    if (!node || data <= node.data) {
      let newNode = new Node(data, node)
      if (prevNode) {
        prevNode.next = newNode
        return head
      } else {
        return newNode
      }
    }

    prevNode = node
    node = node.next
  }
}

这段代码比较复杂，主要有几个边界情况处理：

函数需要始终返回新链表的头，但插入的节点可能在链表头部或者其他地方，所以返回值需要判断是返回新节点还是 head 。

因为插入节点的操作需要连接前后两个节点，循环体要维护 prevNode 和 node 两个变量，这也间接导致 for 的写法会比较麻烦，所以才用 while 。

循环版本 - dummy node

我们可以用上一个 kata 中提到的 dummy node 来解决链表循环中头结点的 if/else 判断，从而简化一下代码：

function sortedInsertV3(head, data) {
  const dummy = new Node(null, head)
  let prevNode = dummy
  let node = dummy.next

  while (true) {
    if (!node || node.data > data) {
      prevNode.next = new Node(data, node)
      return dummy.next
    }

    prevNode = node
    node = node.next
  }
}

这段代码简化了第一版循环中返回 head 还是 new Node(...) 的问题。但能不能继续简化一下每次循环中维护两个节点变量的问题呢？

循环版本 - dummy node & check next node

为什么要在循环中维护两个变量 prevNode 和 node ？这是因为新节点要插入两个节点之间，而我们每次循环的当前节点是 node ，单链表中的节点没办法引用到上一个节点，所以才需要维护一个 prevNode 。

如果在每次循环中检查的主体是 node.next 呢？这个问题就解决了。换言之，我们检查的是数据是否适合插入到 node 和 node.next 之间。这种做法的唯一问题是第一次循环，我们需要 node.next 指向头结点，那 node 本身又是什么？ dummy node 正好解决了这个问题。这块有点绕，不懂的话可以仔细想想。这是链表的一个常用技巧。

简化后的代码如下，顺带一提，因为可以少维护一个变量，while 可以简化成 for 了：

function sortedInsertV4(head, data) {
  const dummy = new Node(null, head)

  for (let node = dummy; node; node = node.next) {
    const nextNode = node.next
    if (!nextNode || nextNode.data >= data) {
      node.next = new Node(data, nextNode)
      return dummy.next
    }
  }
}

总结

这个 kata 是递归简单循环麻烦的一个例子，有比较才会理解递归的优雅之处。另外合理使用 dummy node 可以简化不少循环的代码。算法相关的代码和测试我都放在 GitHub 上，如果对你有帮助请帮我点个赞！

参考资料

Codewars Kata
GitHub 的代码实现
GitHub 的测试

服务器托管云服务器用javascript操作xml 多链表c语言实现 java实现链表插入遍历c语言实现链表

文章版权归作者所有，未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为，您可以联系管理员删除。

转载请注明本文地址：https://www.ucloud.cn/yun/86651.html

用 JavaScript 实现链表操作 - 前言和目录

摘要：我打算写一个链表操作的系列，来自的系列，实现语言是。通过自己实现一个链表和常用操作，可以加深理解这类数据结构的优缺点。链表经常用来训练指针操作，虽然这只对适用，但等高级语言中控制引用的思路其实也差不多。 TL;DR 我打算写一个链表操作的系列，来自 Codewars 的 Linked List 系列 kata ，实现语言是 JavaScript 。这篇是开篇，简单描述了一下我写这个的目...

BetaRabbit 2019-08-20 12:25 评论0 收藏0
LeetCode 攻略 - 2019 年 7 月上半月汇总（55 题攻略）

摘要：微信公众号记录截图记录截图目前关于这块算法与数据结构的安排前。已攻略返回目录目前已攻略篇文章。会根据题解以及留言内容，进行补充，并添加上提供题解的小伙伴的昵称和地址。本许可协议授权之外的使用权限可以从处获得。 Create by jsliang on 2019-07-15 11:54:45 Recently revised in 2019-07-15 15:25:25 一目录不...

warmcheng 2019-08-26 10:09 评论0 收藏0
LeetCode 攻略 - 2019 年 7 月下半月汇总（100 题攻略）

摘要：月下半旬攻略道题，目前已攻略题。目前简单难度攻略已经到题，所以后面会调整自己，在刷算法与数据结构的同时，攻略中等难度的题目。 Create by jsliang on 2019-07-30 16:15:37 Recently revised in 2019-07-30 17:04:20 7 月下半旬攻略 45 道题，目前已攻略 100 题。一目录不折腾的前端，和咸鱼有什么区别...

tain335 2019-08-26 10:28 评论0 收藏0
用 JavaScript 实现链表操作 - 16 Sorted Intersect

摘要：需求实现函数取两个已排序的链表的交集，交集指两个链表都有的节点，节点不一定连续。每个链表应该只遍历一次。结果链表中不能包含重复的节点。当我们对比和的值时，有这几种情况，这时节点肯定交集，加入结果链表中。 TL;DR 一次遍历取两个排序链表的交集，系列目录见前言和目录。需求实现函数 sortedIntersect() 取两个已排序的链表的交集，交集指两个链表都有的节点，节点不一定...

zhigoo 2019-08-20 14:25 评论0 收藏0
用 JavaScript 实现链表操作 - 14 Sorted Merge

摘要：需求实现函数把两个升序排列的链表合并成一个新链表，新链表也必须是升序排列的。有一些边界情况要考虑或可能为，在合并过程中或的数据有可能先取完。第行的指针调换让始终小于等于，从而避免了重复的代码。参考资料的代码实现的测试 TL;DR 把两个升序排列的链表合并成一个，系列目录见前言和目录。需求实现函数 sortedMerge() 把两个升序排列的链表合并成一个新链表，新链表也必须是升...

jzman 2019-08-20 14:21 评论0 收藏0