前端算法笔记-数据结构基础
前言
打算从0开始,用JavaScript刷题。
买了修言老师的小册子:前端算法与数据结构面试:底层逻辑解读与大厂真题训练
希望每天下班之后可以看一篇,争取早日上岸吧~
数据结构
我的想法:不同语言对于数据结构的实现有着不一样的特点。
之后的学习过程应该面向JavaScript的语言特性,针对前端的面试题来学习。
需要需要掌握的数据结构:
- 数组
- 栈
- 队列
- 链表
- 树
数组——重要的开箱即用数据类型
大多数的语言都天然地对数组有着原生的表达,JavaScript 亦然。这意味着我们可以对数组做到“开箱即用”,而不必自行模拟实现,非常方便。
初始化
在算法题中,推荐使用构造函数的方法初始化一个数组:
//推荐方法
const arr=new Array()
//该方法等价于
const arr = []
//使用构造函数创建数组的主要原因是,
//往往是因为我们有“创造指定长度的空数组”这样的需求。需要多长的数组,就给它传多大的参数.
const arr = new Array(7)
数组遍历
for方法
// 获取数组的长度
const len = arr.length
for(let i=0;i<len;i++) {// 输出数组的元素值,输出当前索引console.log(arr[i], i)
}
forEach方法
通过取 forEach 方法中传入函数的第一个入参和第二个入参,我们可以取到数组每个元素的值及其对应索引。
第一个入参:值
第二个入参:下标
arr.forEach((item, index)=> {// 输出数组的元素值,输出当前索引console.log(item, index)
})
map方法
map 方法在调用形式上与 forEach 无异。
区别在于 map 方法会根据你传入的函数逻辑对数组中每个元素进行处理、进而返回一个全新的数组
所以其实 map 做的事情不仅仅是遍历,而是在遍历的基础上“再加工”。
当我们需要对数组内容做批量修改、同时修改的逻辑又高度一致时,就可以调用 map 来达到我们的目的:
const newArr = arr.map((item, index)=> {// 输出数组的元素值,输出当前索引console.log(item, index)// 在当前元素值的基础上加1return item+1
})
//这段代码就通过 map 来返回了一个全新的数组,数组中每个元素的值都是在其现有元素值的基础上+1后的结果。
二维数组的初始化
不可用的fill方法及其局限性
const arr =(new Array(7)).fill([])//生成了7行0列的一个空二维数组
缺陷在于,当你想修改某个坑里的数组的值时:
arr[0][0] = 1
原因:
当你给fill传递一个入参时,如果这个入参的类型是引用类型,那么 fill 在填充坑位时填充的其实就是入参的引用。
也就是说看似我们给7个坑位各初始化了一个数组。这7个数组对应了同一个引用、指向的是同一块内存空间,它们本质上是同一个数组。 因此当你修改第0行第0个元素的值时,第1-6行的第0个元素的值也都会跟着发生改变。
正确的初始化方法
const len = arr.length
for(let i=0;i<len;i++) {// 将数组的每一个坑位初始化为数组arr[i] = []
}
二维数组的遍历
for循环
// 缓存外部数组的长度
const outerLen = arr.length
for(let i=0;i<outerLen;i++) {// 缓存内部数组的长度const innerLen = arr[i].lengthfor(let j=0;j<innerLen;j++) {// 输出数组的值,输出数组的索引console.log(arr[i][j],i,j)}
}
添加和删除元素的方法
添加方法
- unshift 方法-添加元素到数组的头部
const arr = [1,2]
arr.unshift(0) // [0,1,2]
- push 方法-添加元素到数组的尾部
const arr = [1,2]
arr.push(3) // [1,2,3]
- splice 方法-添加元素到数组的任何位置
const arr = [1,2]
arr.splice(1,0,3) // [1,3,2]
splice方法详解
第一个入参是起始的索引值,
第二个入参表示从起始索引开始需要删除的元素个数
从第三个位置开始的入参,都代表着需要添加到数组里的元素的值
删除方法
- shift 方法-删除数组头部的元素
const arr = [1,2,3]
arr.shift() // [2,3]
- pop 方法-删除数组尾部的元素
const arr = [1,2,3]
arr.pop() // [1,2]
- splice 方法-删除数组任意位置的元素
const arr = [1,2,3]
arr.splice(1,1)//[1,3]
//删除从索引1位置的1个元素
总结
创造指定长度的空数组
const arr = new Array(7)
创建一个长度确定、同时每一个元素的值也都确定的数组
const arr = (new Array(7)).fill(1)
//[1,1,1,1,1,1,1]
当我们需要对数组内容做批量修改、同时修改的逻辑又高度一致时
const newArr = arr.map((item, index)=> {// 输出数组的元素值,输出当前索引console.log(item, index)// 在当前元素值的基础上加1return item+1
})
在 JavaScript 中,栈和队列的实现一般都要依赖于数组,大家完全可以把栈和队列都看作是“特别的数组”。
栈(Stack)——只用 pop 和 push 完成增删的“数组”
栈是一种后进先出的数据结构。
只允许从尾部添加或删除元素。
// 初始状态,栈空
const stack = []
// 入栈过程
stack.push('东北大板')
stack.push('可爱多')
stack.push('巧乐兹')
stack.push('冰工厂')
stack.push('光明奶砖')// 出栈过程,栈不为空时才执行
while(stack.length) {// 单纯访问栈顶元素(不出栈)const top = stack[stack.length-1]console.log('现在取出的冰淇淋是', top) // 将栈顶元素出栈stack.pop()
}// 栈空
stack // []
队列(Queue)——只用 push 和 shift 完成增删的“数组”
队列是先进先出的一种数据结构
队首出,队尾进。
(哈哈哈哈突然想到了星巴克补货都是先进先出呀。
const queue = []
queue.push('小册一姐')
queue.push('小册二姐')
queue.push('小册三姐') while(queue.length) {// 单纯访问队头元素(不出队)const top = queue[0]console.log(top,'取餐')// 将队头元素出队queue.shift()
}// 队空
queue // []
链表
链表结点的创建
function ListNode(val) {this.val = val;this.next = null;
}
const node = new ListNode(1)
node.next = new ListNode(2)
JS 数组未必是真正的数组
JS比较特别。如果我们在一个数组中只定义了一种类型的元素const arr=[1,2,3]
,那么他是连续内存的。
如果定义了不同的元素const arr=[1,''hahah',{a:1}]
,则是一段非连续的内存。其底层使用哈希映射分配内存空间,是由对象链表来实现的。
树
二叉树的常用属性
二叉树第i层上最多有 2i−12^{i-1}2i−1个节点
深度为h的二叉树中至多含有2h−12^{h}-12h−1个节点
若在任意一棵二叉树中,有n0n_0n0个叶子节点,有n2n_2n2个度为2的节点,则必有n0=n2+1n_0=n_2+1n0=n2+1
具有n个节点的完全二叉树深为log2x+1log_2x+1log2x+1(其中x表示不大于n的最大整数)
二叉树的节点
// 二叉树结点的构造函数
function TreeNode(val) {this.val = val;this.left = null;this.right=null;
}
二叉树遍历
- 先序遍历:根结点 -> 左子树 -> 右子树(先遍历根节点)
- 中序遍历:左子树 -> 根结点 -> 右子树 (根节点在中间遍历)
- 后序遍历:左子树 -> 右子树 -> 根结点(最后遍历根节点)
- 层序遍历:一层层遍历。
先序遍历
// 所有遍历函数的入参都是树的根结点对象
function preorder(root) {// 递归边界,root 为空if(!root) {return }// 输出当前遍历的结点值console.log('当前遍历的结点值是:', root.val) // 递归遍历左子树 preorder(root.left) // 递归遍历右子树 preorder(root.right)
}
中序遍历
// 所有遍历函数的入参都是树的根结点对象
function inorder(root) {// 递归边界,root 为空if(!root) {return }// 递归遍历左子树 inorder(root.left) // 输出当前遍历的结点值console.log('当前遍历的结点值是:', root.val) // 递归遍历右子树 inorder(root.right)
}
后序遍历
// 所有遍历函数的入参都是树的根结点对象
function postorder(root) {// 递归边界,root 为空if(!root) {return }// 递归遍历左子树 postorder(root.left) // 递归遍历右子树 postorder(root.right)// 输出当前遍历的结点值console.log('当前遍历的结点值是:', root.val) }
层序遍历
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