一、實(shí)戰(zhàn)概述

• 本實(shí)戰(zhàn)通過(guò)JavaScript和Python兩種編程語(yǔ)言分別實(shí)現(xiàn)單鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。首先，介紹了鏈表的基本概念，包括結(jié)點(diǎn)（包含數(shù)據(jù)域和指針域）和鏈表結(jié)構(gòu)（由多個(gè)結(jié)點(diǎn)按一定順序鏈接而成）。在JavaScript部分，創(chuàng)建了LinkedList.js文件，定義了Node類(lèi)和LinkedList類(lèi)，實(shí)現(xiàn)了鏈表的增刪查改等核心操作，并通過(guò)HTML頁(yè)面展示其功能；而在Python部分，則直接編寫(xiě)程序并運(yùn)行，同樣實(shí)現(xiàn)了鏈表節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建、查找、插入、更新和刪除等操作，并實(shí)時(shí)查看執(zhí)行結(jié)果，以驗(yàn)證鏈表功能的正確性與實(shí)用性。

二、鏈表

（一）鏈表概述

• 鏈表是一種基本的線(xiàn)性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由一系列節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的引用。相比數(shù)組，鏈表具有動(dòng)態(tài)大小、插入和刪除高效等優(yōu)勢(shì)，但訪(fǎng)問(wèn)元素需遍歷。分為單向鏈表和雙向鏈表，可實(shí)現(xiàn)棧、隊(duì)列等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。鏈表在內(nèi)存分配中更靈活，適用于頻繁插入刪除的場(chǎng)景，是計(jì)算機(jī)科學(xué)中重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。

（二）結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

• 結(jié)點(diǎn)是鏈表中的基本構(gòu)建單元，包含數(shù)據(jù)域和指針域。數(shù)據(jù)域存儲(chǔ)具體數(shù)據(jù)，而指針域存儲(chǔ)指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址，實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)之間的連接。這靈活的結(jié)構(gòu)使得鏈表能夠動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，支持高效的插入和刪除操作。每個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域充當(dāng)連接不同結(jié)點(diǎn)的橋梁，構(gòu)建出鏈表的結(jié)構(gòu)。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中被廣泛應(yīng)用，特別適用于需要頻繁插入和刪除操作的場(chǎng)景。
  

（二）鏈表結(jié)構(gòu)

• 鏈表是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由多個(gè)結(jié)點(diǎn)組成。每個(gè)結(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)域，存儲(chǔ)具體數(shù)據(jù)，和指針域，指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址。通過(guò)數(shù)據(jù)域可以訪(fǎng)問(wèn)所需數(shù)據(jù)，通過(guò)指針域可以訪(fǎng)問(wèn)當(dāng)前結(jié)點(diǎn)之后的結(jié)點(diǎn)，形成結(jié)點(diǎn)之間的連接。將這些結(jié)點(diǎn)串起來(lái)構(gòu)成鏈表，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的功能。鏈表的靈活性使得它適用于需要頻繁插入和刪除操作的場(chǎng)景，是計(jì)算機(jī)科學(xué)中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。
  

三、利用JavaScript實(shí)現(xiàn)鏈表

（一）創(chuàng)建LinkedList.js

• 在js目錄里創(chuàng)建LinkedList.js
  

// 定義鏈表結(jié)點(diǎn)類(lèi)，包含數(shù)據(jù)(data)和指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針(next)
class Node {
    constructor(data) {
        this.data = data;
        this.next = null;
    }
}

// 定義鏈表類(lèi)，初始化時(shí)設(shè)置頭結(jié)點(diǎn)為一個(gè)特殊結(jié)點(diǎn)（通常不存儲(chǔ)實(shí)際數(shù)據(jù)）
class LinkedList {
    constructor() {
        // 初始化頭結(jié)點(diǎn)
        this.head = new Node('head');
    }

    /**
     * 根據(jù)給定值查找鏈表中的結(jié)點(diǎn)
     * @param value 查找的目標(biāo)值
     * @returns {Node|-1} 找到的結(jié)點(diǎn)或-1表示未找到
     */
    findByValue = (value) => {
        let currentNode = this.head; // 從頭結(jié)點(diǎn)開(kāi)始查找

        // 循環(huán)直到找到目標(biāo)值或遍歷完整個(gè)鏈表
        while (currentNode != null && currentNode.data !== value) {
            currentNode = currentNode.next;
        }

        // 返回找到的結(jié)點(diǎn)或-1
        return currentNode === null ? -1 : currentNode;
    }

    /**
     * 根據(jù)索引查找鏈表中的結(jié)點(diǎn)
     * @param index 查找的目標(biāo)索引
     * @returns {Node|-1} 找到的結(jié)點(diǎn)或-1表示索引超出范圍
     */
    findByIndex = (index) => {
        let pos = 0;
        let currentNode = this.head;

        // 循環(huán)直到找到目標(biāo)索引位置或遍歷完整個(gè)鏈表
        while (currentNode != null && pos !== index) {
            currentNode = currentNode.next;
            pos++;
        }

        // 返回找到的結(jié)點(diǎn)或-1
        return currentNode === null ? -1 : currentNode;
    }

    /**
     * 在指定元素后插入新元素
     * @param value 插入的新元素值
     * @param element 插入位置的參考元素值
     */
    insert = (value, element) => {
        let currentNode = this.findByValue(element);

        // 判斷是否找到插入位置
        if (currentNode === -1) {
            console.log("未找到插入位置！");
        } else {
            // 創(chuàng)建新結(jié)點(diǎn)
            let newNode = new Node(value);
            // 讓新結(jié)點(diǎn)指向當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)
            newNode.next = currentNode.next;
            // 讓當(dāng)前結(jié)點(diǎn)指向新結(jié)點(diǎn)
            currentNode.next = newNode;
        }
    }

    /**
     * 更新指定元素的值
     * @param value 新的元素值
     * @param element 需要更新的元素值
     */
    update = (value, element) => {
        let currentNode = this.findByValue(element);

        // 判斷是否找到待更新元素
        if (currentNode === -1) {
            console.log("未找到指定元素[" + element.data + "]！");
        } else {
            currentNode.data = value;
        }
    }

    /**
     * 根據(jù)給定值刪除鏈表中的結(jié)點(diǎn)
     * @param value 要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)值
     * @returns {number} -1表示未找到要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)，否則返回0表示刪除成功
     */
    delete = (value) => {
        let currentNode = this.head;
        let previousNode = null;

        // 尋找要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)
        while (currentNode != null && currentNode.data !== value) {
            previousNode = currentNode;
            currentNode = currentNode.next;
        }

        // 判斷是否找到并刪除結(jié)點(diǎn)
        if (currentNode == null) {
            return -1;
        } else {
            previousNode.next = currentNode.next;
        }
    }

    /**
     * 遍歷整個(gè)鏈表并打印所有結(jié)點(diǎn)的值
     */
    printAll = () => {
        let currentNode = this.head;

        // 遍歷并打印所有結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)
        while (currentNode != null) {
            console.log(currentNode.data);
            currentNode = currentNode.next;
        }
    }
}

// 測(cè)試鏈表的各種操作
const list = new LinkedList();
list.printAll();

console.log('插入三個(gè)結(jié)點(diǎn)：mike, howard, alice');
list.insert('mike', 'head');
list.insert('alice', 'mike');
list.insert('howard', 'mike');
list.printAll();

console.log("按值查找alice結(jié)點(diǎn)");
console.log(list.findByValue('alice').data);

console.log('按索引查找2結(jié)點(diǎn)');
console.log(list.findByIndex(2).data);

console.log('將alice修改為jenny');
list.update('jenny', 'alice');
list.printAll();

console.log('刪除howard結(jié)點(diǎn)')
list.delete('howard');
list.printAll();

• 這段代碼定義了一個(gè)簡(jiǎn)單的單鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含結(jié)點(diǎn)類(lèi)(Node)和鏈表類(lèi)(LinkedList)。Node類(lèi)用于創(chuàng)建鏈表中的每個(gè)元素，包含存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(data)和指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)(next)的指針。LinkedList類(lèi)提供了插入、查找（按值或索引）、更新和刪除結(jié)點(diǎn)的方法，以及遍歷并打印所有結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的功能。在測(cè)試部分，首先初始化一個(gè)空鏈表，然后插入幾個(gè)結(jié)點(diǎn)，通過(guò)各種方法進(jìn)行操作，并輸出結(jié)果以驗(yàn)證功能實(shí)現(xiàn)正確性。

（二）創(chuàng)建LinkedList.html

• 在根目錄創(chuàng)建LinkedList.html
  

<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>鏈表演示</title>
    <script src="js/LinkedList.js"></script>
</head>

<body>
    <h3>演示如何創(chuàng)建鏈表以及對(duì)鏈表進(jìn)行增刪改查操作</h3>
</body>

</html>

（三）瀏覽LinkedList.html

• 打開(kāi)調(diào)試窗口，查看鏈表操作結(jié)果
  

四、利用Python實(shí)現(xiàn)鏈表

（一）編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)功能

• 編寫(xiě)程序 - 實(shí)現(xiàn)鏈表.py
  

# 實(shí)現(xiàn)鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

# 定義鏈表結(jié)點(diǎn)類(lèi)，包含數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的引用
class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data  # 結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)
        self.next = None  # 指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的引用

# 定義鏈表類(lèi)，包含鏈表操作方法
class LinkedList:
    def __init__(self):
        # 初始化頭結(jié)點(diǎn)，通常不存儲(chǔ)實(shí)際數(shù)據(jù)
        self.head = Node('head')

    # 根據(jù)給定值查找鏈表中的結(jié)點(diǎn)
    def findByValue(self, value):
        currentNode = self.head  # 從頭結(jié)點(diǎn)開(kāi)始查找
        while currentNode is not None and currentNode.data != value:  # 循環(huán)直到找到目標(biāo)值或遍歷完整個(gè)鏈表
            currentNode = currentNode.next
        return -1 if currentNode is None else currentNode  # 返回找到的結(jié)點(diǎn)或-1表示未找到

    # 根據(jù)索引查找鏈表中的結(jié)點(diǎn)
    def findByIndex(self, index):
        pos = 0
        currentNode = self.head
        while currentNode is not None and pos != index:  # 循環(huán)直到找到目標(biāo)索引位置或遍歷完整個(gè)鏈表
            currentNode = currentNode.next
            pos += 1
        return -1 if currentNode is None else currentNode  # 返回找到的結(jié)點(diǎn)或-1表示索引超出范圍

    # 在指定元素后插入新元素
    def insert(self, value, element):
        targetNode = self.findByValue(element)  # 查找插入位置的目標(biāo)結(jié)點(diǎn)
        if targetNode == -1:
            print("未找到插入位置！")
        else:
            newNode = Node(value)  # 創(chuàng)建新結(jié)點(diǎn)
            newNode.next = targetNode.next  # 新結(jié)點(diǎn)指向目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)
            targetNode.next = newNode  # 目標(biāo)結(jié)點(diǎn)指向新結(jié)點(diǎn)

    # 更新指定元素的值
    def update(self, newValue, element):
        targetNode = self.findByValue(element)  # 查找待更新的結(jié)點(diǎn)
        if targetNode == -1:
            print("未找到指定元素[" + str(element.data) + "]！")  # 若找不到該結(jié)點(diǎn)則輸出錯(cuò)誤信息
        else:
            targetNode.data = newValue  # 更新結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)值

    # 根據(jù)值刪除鏈表中的結(jié)點(diǎn)
    def delete(self, value):
        currentNode = self.head
        previousNode = None
        while currentNode is not None and currentNode.data != value:  # 尋找要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)
            previousNode = currentNode
            currentNode = currentNode.next
        if currentNode is None:  # 判斷是否找到并刪除結(jié)點(diǎn)
            return -1
        else:
            previousNode.next = currentNode.next  # 刪除結(jié)點(diǎn)（斷開(kāi)前一個(gè)結(jié)點(diǎn)與當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的連接）

    # 遍歷整個(gè)鏈表并打印所有結(jié)點(diǎn)的值
    def printAll(self):
        currentNode = self.head
        while currentNode is not None:  # 遍歷并打印所有結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)
            print(currentNode.data)
            currentNode = currentNode.next


# 測(cè)試鏈表的各種操作
linked_list = LinkedList()
linked_list.printAll()  # 打印初始空鏈表

print('插入三個(gè)結(jié)點(diǎn)：mike, howard, alice');
linked_list.insert('mike', 'head')
linked_list.insert('alice', 'mike')
linked_list.insert('howard', 'mike')
linked_list.printAll()  # 插入節(jié)點(diǎn)后打印鏈表

print("按值查找alice結(jié)點(diǎn)");
print(linked_list.findByValue('alice').data)

print('按索引查找2結(jié)點(diǎn)');
print(linked_list.findByIndex(2).data)

print('將alice修改為jenny');
linked_list.update('jenny', 'alice')
linked_list.printAll()  # 修改節(jié)點(diǎn)后打印鏈表

print('刪除howard結(jié)點(diǎn)')
linked_list.delete('howard')
linked_list.printAll()  # 刪除節(jié)點(diǎn)后打印鏈表

• 這段代碼實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的單鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括結(jié)點(diǎn)類(lèi)(Node)和鏈表類(lèi)(LinkedList)。Node類(lèi)定義了鏈表中每個(gè)元素的數(shù)據(jù)(data)及指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)(next)的引用。LinkedList類(lèi)初始化時(shí)創(chuàng)建頭結(jié)點(diǎn)，并提供了按值查找、按索引查找、插入新元素、更新指定元素值、根據(jù)值刪除結(jié)點(diǎn)以及遍歷打印所有結(jié)點(diǎn)的方法。測(cè)試部分展示了如何創(chuàng)建一個(gè)鏈表并進(jìn)行一系列基本操作，如插入、查找、更新和刪除結(jié)點(diǎn)等。

（二）運(yùn)行程序，查看結(jié)果

• 運(yùn)行程序 - 實(shí)現(xiàn)鏈表.py
  

五、實(shí)戰(zhàn)總結(jié)

• 本實(shí)戰(zhàn)通過(guò)JavaScript和Python兩種編程語(yǔ)言，詳細(xì)實(shí)現(xiàn)了單鏈表這一基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。從理論層面介紹了鏈表的基本概念、節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)以及鏈表結(jié)構(gòu)，并通過(guò)實(shí)際代碼展示了如何定義節(jié)點(diǎn)類(lèi)(Node)和鏈表類(lèi)(LinkedList)，實(shí)現(xiàn)鏈表的增刪查改等核心操作。JavaScript部分利用HTML頁(yè)面直觀展示了鏈表功能的執(zhí)行結(jié)果；Python部分則直接運(yùn)行程序并輸出結(jié)果。實(shí)戰(zhàn)中，不僅創(chuàng)建了鏈表，還進(jìn)行了插入、查找（按值和索引）、更新和刪除結(jié)點(diǎn)的操作演示，驗(yàn)證了鏈表功能的正確性和實(shí)用性。通過(guò)本次實(shí)戰(zhàn)，充分理解了鏈表在內(nèi)存管理上的靈活性以及其對(duì)于頻繁插入刪除操作的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步鞏固了對(duì)鏈表這一重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解與應(yīng)用能力。

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到了這里，關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)戰(zhàn)：利用JavaScript和Python實(shí)現(xiàn)鏈表的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！