Javascript编程训练

1. 实验准备

2. 实验内容

  • 制作一个链表list，实现链表的加入，删除，查询等操作。同时把该数据保存为json格式的文件；并能从文件读取到内存中；

3.实验环境

  • 所有的代码存放在js文件中，并通过node.js来运行。
  • 安装和运行：http://nodejs.cn/ 下载node.js

4.实验解析

1、基本概念

1、链表定义
链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的指针(Pointer)。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

链表.png

在链表中有一个头指针变量，图中head表示的就是头指针，这个指针变量保存一个地址。从图中的箭头可以看到该地址为一个变量的地址，也就是说头指针指向一个变量。这个变量称为元素，在链表中每一个元素包括两个部分：数据部分和指针部分。数据部分用来存放元素所包含的数据，而指针部分用来指向下一个元素。最后一个元素指针指向NULL，表示指向的地址为空。从图1可以看到，head头结点指向第一个元素，第一个元素中的指针又指向第二个元素，第二个元素的指针又指向第三个元素的地址，第三个元素的指针就指向为空。
2、插入操作
链表的插入操作可以在链表的头指针位置进行（链表头插入节点过程.jpg），也可以在某个结点的位置进行，或者可以像创建结构时在链表的后面添加结点（链表尾插入节点过程.jpg）。这三种插入操作的思想都是一样的。
链表尾插入节点过程.png

链表头插入节点过程.png

3、删除操作
通过图4可以发现要删除一个结点，首先要找到这个结点的位置，例如图中的NO2结点。然后将NO1结点的指针指向NO3结点，最后将NO2结点的内存空间释放掉，这样就完成了结点的删除操作。
删除节点.png

2、Javascript代码

1、Node类用来表示节点

function Node(element) {
    this.element = element;
     this.next = null;//next用来保存指向下一个节点的链接
}

2、LinkedList类提供插入节点、删除节点、显示列表元素的方法

function LinkedList() {
     this.head = new Node('head');
     this.find = find ;  //在列表中查找给定的值
     this.findout = findout ;  //查找给定值
     this.insert = insert ;  //插入节点
     this.display = display;
     this.remove = remove;   // 删除节点
     this.findPrevious = findPrevious;
}

3、遍历链表，查找给定数据

function find(item) {
     var currNode = this.head;
     while (currNode.element != item) {
          currNode = currNode.next;//从当前节点移动到下一个节点
     }
    return currNode;
}

4、插入新节点

function insert(newElement, item) {
    var newNode = new Node(newElement);
    var current = this.find(item);
    newNode.next = current.next;
    current.next = newNode;
}

5、查找给定值

function findout(item){
     var i=0;
     var currNode = this.head;
     while ( currNode.element != item ){
         currNode = currNode.next;
         i++;
     }
     console.log(currNode.element,"位于第",i,"个");
     return currNode;
}

6、找到待删除节点的前驱

function findPrevious(item) {
     var currNode = this.head;
     while (!(currNode.next == null) && (currNode.next.element != item)) {
         currNode = currNode.next;
     }
     return currNode;
}

7、从链表中删除节点

function remove(item) {
      var prevNode = this.findPrevious(item);
      if (!(prevNode.next == null)) {
          prevNode.next = prevNode.next.next;
      }
}

8、显示列表中的元素

function display() {
      var currNode = this.head;
     while (!(currNode.next == null)) {
          console.log(currNode.next.element);
          currNode = currNode.next;
    }
}

9、主程序

var names = new LinkedList();
names.insert('Claire', 'head');
names.insert('Nancy', 'Claire');
names.insert('Joe', 'Nancy');
names.display();
console.log('--------------------------------');
console.log("在Claire后面插入Cherry后的链表：");
names.insert('Cherry' , 'Claire');
names.display();
console.log("寻找Nancy：");
names.findout('Nancy');
console.log("删除Joe之后的链表：");
names.remove('Joe');
names.display();

运行结果：

运行结果.png

3、js与json的转换

1、关于JSON
JSON是JavaScript Object Notation的缩写，它是一种数据交换格式。

  • 在JSON中，一共就这么几种数据类型：

number：和JavaScript的number完全一致；
boolean：就是JavaScript的true或false；
string：就是JavaScript的string；
null：就是JavaScript的null；
array：就是JavaScript的Array表示方式——[]；
object：就是JavaScript的{ ... }表示方式。
以及上面的任意组合。

  • JSON还定死了字符集必须是UTF-8，表示多语言就没有问题了。为了统一解析，JSON的字符串规定必须用双引号""，Object的键也必须用双引号""。
  • 由于JSON非常简单，很快就风靡Web世界，并且成为ECMA标准。几乎所有编程语言都有解析JSON的库，而在JavaScript中，我们可以直接使用JSON，因为JavaScript内置了JSON的解析。
  • 把任何JavaScript对象变成JSON，就是把这个对象序列化成一个JSON格式的字符串，这样才能够通过网络传递给其他计算机。
  • 如果我们收到一个JSON格式的字符串，只需要把它反序列化成一个JavaScript对象，就可以在JavaScript中直接使用这个对象了。
    2、把数据保存为.json格式的文件(写入文件) 
var fs=require('fs');//创建文件
var path=require('path');//系统路径模块
//把data对象转换为json格式字符串
var content=JSON.stringify(names);
//指定创建目录及文件名称，__dirname为执行当前js文件的目录
var file=path.join(__dirname,'list.json');

console.log("写入文件：");
fs.writeFile(file,content,
      function(err)
       {
           if(err)
           {
               return console.log(err);
          }
           console.log('文件创建成功，地址：'+file);
       }
);
console.log("json内容：");
console.log(content);

运行结果：

写入文件.png

3.读取文件

fs.readFile(path.join(__dirname,'list.json'),{encoding:'utf-8'},function (err,bytesRead) {
     console.log("读取文件：");
     if(err) throw err;
     console.log("读取文件_js对象：");
     console.log(JSON.parse(bytesRead));
     console.log("读取文件_json格式：");
     console.log(JSON.stringify(JSON.parse(bytesRead)));
     console.log("ReadFile Success");
}

运行结果：

读取文件.png

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