前端常用数据结构一览

1 数组

1.1 初始化

fill方法，以及遍历赋值

// 一维数组
const arr = (new Array(7)).fill(1)

// 二维数组
const arr = new Array(7)
for(let i = 0; i < arr.length; i++){
  arr[i] = []
}

1.2 遍历方法

for循环和for of，其中for性能会稍微好一点，因为它不涉及迭代协议的开销，而且不需要解析元素的迭代器。

const arr = [2,4,6]
for(let i = 0; i < arr.length; i++){
    console.log(arr[i]) // 2,4,6
}
for(let item of arr){
    console.log(item) // 2,4,6
}

forEach和map，其中map方法会返回一个新数组

const arr = [2,4,6]
const arr2 = arr.map(item => item+1)
arr2.forEach(item => {
    console.log(item) // 3,5,7
})

1.3 常用方法

• push方法--添加到数组的尾部
• pop方法--删除数组尾部元素
• unshift方法--添加到数组的头部
• shift方法--删除数组头部元素

slice方法(不改变原数组)用数组的某个片段切出新数组，可接受两个参数，比如 (1, 3)，该方法会从开始参数选取元素，直到结束参数（不包括）为止。

const arr = [1,3,5,7,9] 
const arr2 = arr.slice(1,3) // [3,5]

splice方法（改变原数组）中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

const arr = [1,3,5]
arr.splice(1,0,8) // 1,8,3,5
arr.splice(0,2) // 3,5

更多数组方法见文章：JavaScript 数组方法总结和js数组中常用的"冷门"方法：find,every,some,reduce

2 栈（Stack）

栈是一种后进先出(LIFO，Last In First Out)的数据结构，可以理解为只用 push 和 pop 完成增删的"数组"。

有两个特征：

• 只允许从尾部添加元素（push）
• 只允许从尾部取出元素（pop）

在栈元素出栈时，我们关心的是栈顶元素（数组的最后一个元素）

3 队列（Queue）

队列是一种先进先出（FIFO，First In First Out）的数据结构，可以理解为只用 push 和 shift 完成增删的"数组"

有两个特征：

• 只允许从尾部添加元素（push）
• 只允许从头部移除元素（shift）

队列元素出队时，我们关心的则是队头元素（数组的第一个元素）。

4 链表

链表和数组相似，它们都是有序的列表、都是线性结构（有且仅有一个前驱、有且仅有一个后继）。不同点在于，链表中，数据单位的名称叫做"结点"，而结点和结点的分布，在内存中可以是离散的。

结点的结构都包括了两部分的内容：数据域和指针域

{
    // 数据域
    val: 1,
    // 指针域，指向下一个结点
    next: {
        val:2,
        next: ...
    }
} 

数据域存储的是当前结点所存储的数据值，而指针域则代表下一个结点（后继结点）的引用。

4.1 链表结点的创建

// 构造函数
function ListNode(val){
  this.val = val
  this.next = null
}
const node = new ListNode(1)
node.next = new ListNode(2)

4.2 链表元素的添加

const node1 = new ListNode(1)
const node2 = new ListNode(2)
node1.next = node2

// 插入node3
const node3 = new ListNode(3)
node3.next = node1.next
node1.next = node3

4.3 链表元素的删除

// 删除node3
node1.next = node3.next

在涉及链表删除操作的题目中，重点不是定位目标结点，而是定位目标结点的前驱结点。做题时，完全可以只使用一个指针（引用），这个指针用来定位目标结点的前驱结点。比如说咱们这个题里，其实只要能拿到 node1 就行了：

const target = node1.next
node1.next = target.next

4.4 数组和链表解析

如果JS数组中定义了不同的数据类型

const arr = ['abc' , 1, {x: 2}]

对应的就是一段非连续的内存。此时，JS 数组不再具有数组的特征，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。

相对于数组来说，链表有一个明显的优点，就是添加和删除元素都不需要挪动多余的元素。

总的来说，链表的插入/删除效率较高，而访问效率较低；数组的访问效率较高，而插入效率较低。

5 二叉树

5.1 理解树结构

• 树的层次计算规则：根结点所在的那一层记为第一层，其子结点所在的就是第二层，以此类推。
• 结点和树的"高度"计算规则：叶子结点高度记为1，每向上一层高度就加1，逐层向上累加至目标结点时，所得到的的值就是目标结点的高度。树中结点的最大高度，称为"树的高度"。
• "度"的概念：一个结点开叉出去多少个子树，被记为结点的"度"。
• "叶子结点"：叶子结点就是度为0的结点。最后一层的结点的度全部为0，所以这一层的结点都是叶子结点。

5.2 理解二叉树

• 它可以没有根结点，作为一棵空树存在
• 如果它不是空树，那么必须由根结点、左子树和右子树组成，且左右子树都是二叉树。
• 注意，二叉树不能被简单定义为每个结点的度都是2的树。普通的树并不会区分左子树和右子树，但在二叉树中，左右子树的位置是严格约定、不能交换的。

上图二叉树结构编码实现

const tree = {
  val: 'A',
  left: {
	val : 'B',
        left: {
            val: 'D'
  	},
  	right: {
            val: 'E'
  	},
  },
  right: {
  	val: 'C',
        left: {
            val: 'F'
        },
        right: {
            val: 'G'
        },
  },
}

5.3 二叉树编码实现

在 JS 中，二叉树使用对象来定义。它的结构分为三块：

• 数据域
• 左侧子结点（左子树根结点）的引用
• 右侧子结点（右子树根结点）的引用

在定义二叉树构造函数时，我们需要把左侧子结点和右侧子结点都预置为空：

// 二叉树构造函数
function TreeNode(val){
  this.val = val
  this.left = null
  this.right = null
}

const node = new TreeNode(1)

6 ES6中的Map

Map对象保存键值对，任何值(对象或者原始值) 都可以作为一个键或一个值。

构造函数Map可以接受一个数组作为参数

// 使用数组初始化 Map 对象
const myMap = new Map([
  ['key1', 'value1'],
  ['key2', 'value2'],
  ['key3', 'value3']
]);

// 通过键获取值
console.log(myMap.get('key1')); // 输出 'value1'
console.log(myMap.get('key2')); // 输出 'value2'
console.log(myMap.get('key3')); // 输出 'value3'

6.1 Map和Object的区别

• Map中的键值是有序的（队列 FIFO 原则），而添加到对象中的键则不是。
• Map的键值对个数可以从 size 属性获取，而 Object 的键值对个数只能手动计算。
• Object 都有自己的原型，原型链上的键名有可能和你自己在对象上的设置的键名产生冲突。

6.2 Map对象的属性

size：返回Map对象中所包含的键值对个数

const myMap = new Map([['a',1],['b', 2]])
console.log(myMap.size); // 2

6.3 Map对象的方法

• set(key, val): 向Map中添加新元素
• get(key): 通过键值查找特定的数值并返回
• has(key): 判断Map对象中是否有Key所对应的值，有返回true,否则返回false
• delete(key): 通过键值从Map中移除对应的数据
• clear(): 将这个Map中的所有元素删除

const myMap = new Map([['a',1],['b', 2]])
myMap.set('c', 3)
console.log(myMap); // {'a' => 1, 'b' => 2, 'c' => 3}
console.log(myMap.get('b')) // 2
console.log(myMap.has('c')) // true
myMap.delete('b')
console.log(myMap); // {'a' => 1, 'c' => 3}
myMap.clear()
console.log(myMap); // {size: 0}

6.4 遍历方法

• keys()：返回键名的遍历器
• values()：返回键值的遍历器
• entries()：返回键值对的遍历器
• forEach()：使用回调函数遍历每个成员

const myMap = new Map([['a',1],['b', 2]])
for(let m of myMap.keys()){
  console.log(m);
}
// a 
// b

for(let m of myMap.values()){
  console.log(m);
}
// 1 
// 2

// for...of...遍历m等同于使用map.entries()
// m 可以换成 [key, value]
for(let m of myMap.entries()){
  console.log(m);
}
// ['a', 1]
// ['b', 2]

myMap.forEach((value, key) => console.log(value, key))
// 1 'a'
// 2 'b'

6.5 Map与其他数据结构的互相转换

• Map与对象的互换
• JSON字符串要转换成Map可以先利用JSON.parse()转换成数组或者对象，然后再转换即可。

// object => map
const obj = {a:1,b:2}
const arr = Object.entries(obj) // [['a',1],['b', 2]]
const myMap = new Map(arr)

// map => object
const myObj = {}
for(let [key, value] of myMap){
  myObj[key] = value
}
console.log(myObj); // {a: 1,b: 2}

7 ES6中的Set

Set对象允许你存储任何类型的值，无论是原始值或者是对象引用。它类似于数组，但是成员的值都是唯一的，没有重复的值。

Set 本身是一个构造函数，用来生成Set 数据结构。Set函数可以接受一个数组（或者具有 iterable 接口的其他数据结构）作为参数，用来初始化。

7.1 Set中的特殊值

Set 对象存储的值总是唯一的，所以需要判断两个值是否恒等，遵循的是严格相等性（===）。有几个特殊值需要特殊对待：

• +0 与 -0 在存储判断唯一性的时候是恒等的
• undefined 与 undefined 是恒等的
• NaN 与 NaN 是不恒等的，但是在 Set 中认为 NaN 与 NaN 相等，所有只能存在一个

const mySet = new Set([+0,-0,undefined,undefined,NaN,NaN])
console.log(mySet); // {0, undefined, NaN}

7.2 Set实例对象的属性

• size：返回Set实例的成员总数。

console.log(mySet.size); // 3

7.3 Set实例对象的方法

• add(value)：添加某个值，返回 Set 结构本身(可以链式调用)。
• delete(value)：删除某个值，删除成功返回true，否则返回false。
• has(value)：返回一个布尔值，表示该值是否为Set的成员。
• clear()：清除所有成员，没有返回值。

const mySet = new Set()
mySet.add(1)
mySet.add('a')
console.log(mySet); // {1, 'a'}
mySet.delete(1)
console.log(mySet) // {'a'}
console.log(mySet.has('a')) // true
mySet.clear()
console.log(mySet) // {size: 0}

7.4 遍历方法

• keys()：返回键名的遍历器。
• values()：返回键值的遍历器。
• entries()：返回键值对的遍历器。
• forEach()：使用回调函数遍历每个成员。

由于Set结构没有键名，只有键值（或者说键名和键值是同一个值），所以keys方法和values方法的行为完全一致。

const mySet = new Set([1, 2, 'a', 'b'])
for(let s of mySet.keys()){
  console.log(s);
}
// 1, 2, a, b

for(let s of mySet.entries()){
  console.log(s);
}
// [1, 1]
// [2, 2]
// ['a', 'a']
// ['b', 'b']

mySet.forEach((value, key) => console.log(value, key))
// 1 1
// 2 2
// a a
// b b

7.5 Set 对象作用

• 数组去重(利用扩展运算符)

const mySet = new Set([1, 2, 2, 3])
const arr = [...mySet]
console.log(arr); // [1, 2, 3]

• 合并两个set对象

const mySet = new Set([1, 2, 2, 3])
const otherSet = new Set([7, 3, 2, 3])
const arr = [...mySet, ...otherSet]
console.log(arr); // [1, 2, 3, 7, 3, 2]

• 交集

const mySet = new Set([1, 2, 2, 3])
const otherSet = new Set([7, 3, 2, 3])
const newSet = new Set([...mySet].filter(item => otherSet.has(item)))
console.log(newSet); // {2, 3}

• 差集

const mySet = new Set([1, 2, 2, 3])
const otherSet = new Set([7, 3, 2, 3])
const newSet = new Set([...mySet].filter(item => !otherSet.has(item)))
console.log(newSet); // {1}