javascript数据结构

在 JavaScript 中，数据结构的选择和实现对于编写高效、可维护的代码至关重要。JavaScript 提供了一系列内置的数据结构，同时也支持自定义复杂的数据结构。以下是 JavaScript 中常用的一些数据结构及其基本介绍：

内置数据结构

1. 数组（Array）

数组是一种线性数据结构，用于存储一系列有序的元素。JavaScript 的数组实际上是对象，支持动态增长和索引访问。

特点：

• 动态大小
• 索引访问
• 支持多种内置方法（如 push, pop, shift, unshift, splice 等）

示例：

let arr = [1, 2, 3];
arr.push(4); // 添加元素
console.log(arr.pop()); // 移除并返回最后一个元素
console.log(arr[0]); // 访问第一个元素

2. 字符串（String）

字符串是不可变的字符序列，通常用于表示文本信息。JavaScript 中的字符串可以用单引号或双引号表示。

特点：

• 不可变性
• 索引访问
• 支持多种内置方法（如 split, join, trim 等）

示例：

let str = "Hello, world!";
console.log(str.split(", ")[1]); // 分割字符串

3. 对象（Object）

对象是一种键值对集合，用于存储和管理相关联的数据。JavaScript 中的对象是哈希表的实现形式，提供了灵活的数据存储机制。

特点：

• 键值对存储
• 动态属性
• 支持原型继承

示例：

let obj = { name: "Alice", age: 30 };
console.log(obj.name); // 访问属性
obj.age = 31; // 修改属性

4. Map

Map 是 ES6 引入的新数据结构，类似于对象，但它允许任何类型（对象或者原始值）的值作为键。

特点：

• 键值对存储
• 支持迭代器协议
• 任何值（对象或者原始值）都可以作为键或值

示例：

const myMap = new Map();

const keyString = "a string";
const keyObj = {};
const keyFunc = function () {};

// 添加键
myMap.set(keyString, "和键'a string'关联的值");
myMap.set(keyObj, "和键 keyObj 关联的值");
myMap.set(keyFunc, "和键 keyFunc 关联的值");

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

// 读取值
console.log(myMap.get(keyString)); // "和键'a string'关联的值"
console.log(myMap.get(keyObj)); // "和键 keyObj 关联的值"
console.log(myMap.get(keyFunc)); // "和键 keyFunc 关联的值"

console.log(myMap.get("a string")); // "和键'a string'关联的值"，因为 keyString === 'a string'
console.log(myMap.get({})); // undefined，因为 keyObj !== {}
console.log(myMap.get(function () {})); // undefined，因为 keyFunc !== function () {}

5. Set

Set 是 ES6 引入的新数据结构，用于存储唯一的值集合。

特点：

• 值的唯一性
• 支持迭代器协议

示例：

let set = new Set([1, 2, 3]);
set.add(4);
console.log(set.has(3)); // 判断是否存在

6. WeakMap 和 WeakSet

WeakMap 和 WeakSet 是 ES6 引入的弱引用版本的数据结构，主要用于存储临时数据。

特点：

• 键值对存储（WeakMap）
• 值的唯一性（WeakSet）
• 键或值可以被垃圾回收

示例：

let weakMap = new WeakMap();
let obj = {};
weakMap.set(obj, "some data");
console.log(weakMap.get(obj)); // 获取值

自定义数据结构

除了内置的数据结构外，JavaScript 还支持自定义复杂的数据结构，例如：

1. 链表（LinkedList）

链表是一种线性数据结构，其中每个元素（节点）包含数据和指向下一个节点的指针。

特点：

• 动态大小
• 无需连续内存空间
• 插入和删除操作效率高

示例：

class Node {
    constructor(data) {
        this.data = data;
        this.next = null;
    }
}

class LinkedList {
    constructor() {
        this.head = null;
    }

    append(data) {
        let newNode = new Node(data);
        if (!this.head) {
            this.head = newNode;
        } else {
            let current = this.head;
            while (current.next) {
                current = current.next;
            }
            current.next = newNode;
        }
    }
}

let list = new LinkedList();
list.append(1);
list.append(2);

2. 栈（Stack）

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，通常用于实现函数调用栈。

特点：

• 后进先出
• 支持压栈（push）和弹栈（pop）

示例：

class Stack {
    constructor() {
        this.items = [];
    }

    push(element) {
        this.items.push(element);
    }

    pop() {
        if (this.isEmpty()) return undefined;
        return this.items.pop();
    }

    isEmpty() {
        return this.items.length === 0;
    }
}

let stack = new Stack();
stack.push(1);
stack.push(2);
console.log(stack.pop()); // 输出 2

3. 队列（Queue）

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，通常用于实现任务调度。

特点：

• 先进先出
• 支持入队（enqueue）和出队（dequeue）

示例：

class Queue {
    constructor() {
        this.items = [];
    }

    enqueue(element) {
        this.items.push(element);
    }

    dequeue() {
        if (this.isEmpty()) return undefined;
        return this.items.shift();
    }

    isEmpty() {
        return this.items.length === 0;
    }
}

let queue = new Queue();
queue.enqueue(1);
queue.enqueue(2);
console.log(queue.dequeue()); // 输出 1

总结

选择合适的数据结构取决于具体的应用场景。内置数据结构如数组、对象、Map 和 Set 提供了方便的工具来处理常见问题，而自定义数据结构如链表、栈和队列则适用于特定的需求。理解每种数据结构的特点和适用场景是编写高效代码的关键。