Loiane Groner. Novatec

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1 Loiane Groner Novatec

2 Copyright Packt Publishing First published in the English language under the title Learning JavaScript Data Structures and Algorithms - Second Edition ( ) Copyright Packt Publishing Publicação original em inglês intitulada Learning JavaScript Data Structures and Algorithms - Second Edition ( ). Esta tradução é publicada e vendida com a permissão da Packt Publishing. Novatec Editora Ltda. [2017]. Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei de 19/02/1998. É proibida a reprodução desta obra, mesmo parcial, por qualquer processo, sem prévia autorização, por escrito, do autor e da Editora. Editor: Rubens Prates PY Tradução: Lúcia A. Kinoshita Revisão gramatical: Priscila A. Yoshimatsu Editoração eletrônica: Carolina Kuwabata ISBN: Histórico de impressões: Março/2017 Primeira edição Novatec Editora Ltda. Rua Luís Antônio dos Santos São Paulo, SP Brasil Tel.: [email protected] Site: Twitter: twitter.com/novateceditora Facebook: facebook.com/novatec LinkedIn: linkedin.com/in/novatec

3 Sumário Agradecimentos Sobre a autora Sobre a revisora Prefácio JavaScript uma rápida visão geral Estrutura de dados e algoritmos em JavaScript Configuração do ambiente Configuração mínima para trabalhar com JavaScript Usando servidores web (XAMPP)...24 Tudo a ver com JavaScript (Node.js) Básico sobre o JavaScript...27 Variáveis Escopo das variáveis...30 Operadores...31 Truthy e falsy...34 Funções dos operadores de igualdade (== e ===)...35 Estruturas de controle...37 Instruções condicionais...37 Laços...39 Funções Programação orientada a objetos em JavaScript...41 Depuração e ferramentas...43 Introdução à ECMAScript ECMAScript 6 e ECMAScript Tabela de compatibilidade...45 Usando o Babel.js

4 6 Estruturas de dados e algoritmos em JavaScript Funcionalidades da ECMAScript Declarando variáveis com let em vez de var...47 Escopo das variáveis com let...48 Constantes...50 Templates literais...50 Funções de seta...51 Valores padrão para parâmetros de função...51 Declarando os operadores spread e rest...52 Propriedades melhoradas de objetos...53 Programação orientada a objetos com classes...55 Herança...56 Trabalhando com getters e setters...56 Outras funcionalidades...57 Funcionalidades da ECMAScript Compatibilidade de ES6 e ES7 com versões anteriores...58 Resumo Arrays Por que devemos usar arrays? Criando e inicializando arrays...61 Acessando elementos e iterando em um array...62 Acrescentando elementos...63 Usando o método push...63 Inserindo um elemento na primeira posição Usando o método unshift Removendo elementos...65 Removendo um elemento da primeira posição...65 Usando o método shift Acrescentando e removendo elementos de uma posição específica Arrays bidimensionais e multidimensionais...67 Iterando pelos elementos de arrays bidimensionais...69 Arrays multidimensionais...69 Referências para métodos de array em JavaScript...70 Juntando vários arrays...71 Funções de iteração...72 Iterando com o método every...72 Iterando com o método some...72 Iterando com foreach...73 Usando map e filter...73 Usando o método reduce...73 ECMAScript 6 e novas funcionalidades de Array...74

5 Sumário 7 Iterando com foreach e funções de seta...75 Iterando com o laço for..of...75 Usando o novo iterador da ES6 (@@iterator)...75 Métodos entries, keys e values de array...76 Usando o método from Usando Array.of...78 Usando o método fill...78 Usando o método copywithin...79 Ordenando elementos Ordenação personalizada...81 Ordenando strings...82 Pesquisa...83 ECMAScript 6 os métodos find e findindex...83 ECMAScript 7 usando o método includes Convertendo um array em uma string Classe TypedArray...85 Resumo Pilhas Estrutura de dados pilha...87 Criando uma pilha Empilhando elementos na pilha...89 Desempilhando elementos da pilha...89 Dando uma espiada no elemento que está no topo da pilha Verificando se a pilha está vazia Limpando e exibindo os elementos da pilha...91 Usando a classe Stack...91 EcmaScript 6 e a classe Stack...93 Declarando a classe Stack usando a sintaxe da ES Classes ES6 com Symbols no escopo Classes ES6 com WeakMap...95 Resolvendo problemas usando pilhas...97 Decimal para binário...98 Algoritmo conversor de base Resumo Filas Estrutura de dados fila Criando uma fila Inserção de elementos na fila...103

6 8 Estruturas de dados e algoritmos em JavaScript Remoção de elementos da fila Espiando o elemento que está na frente na fila Verificando se a fila está vazia Exibindo os elementos da fila Usando a classe Queue A classe Queue usando a sintaxe da ECMAScript Fila de prioridades Fila circular Batata Quente Filas de tarefas em JavaScript Resumo Listas ligadas Estrutura de dados da lista ligada Criando uma lista ligada Concatenando elementos no final da lista ligada Removendo elementos da lista ligada Inserindo um elemento em qualquer posição Implementando os demais métodos Método tostring Método indexof Métodos isempty, size e gethead Listas duplamente ligadas Inserindo um novo elemento em qualquer posição Removendo elementos de qualquer posição Listas ligadas circulares Resumo Conjuntos Estruturando um conjunto de dados Criando um conjunto Método has (value) Método add Métodos delete e clear Método size Método values Usando a classe Set Operações relacionadas a conjuntos União de conjuntos Intersecção de conjuntos Diferença entre conjuntos...145

7 Sumário 9 Subconjunto ES6 a classe Set Operações com a classe Set da ES Simulando a operação de união Simulando a operação de intersecção Simulando a operação de diferença Resumo Dicionários e hashes Dicionários Criando um dicionário Métodos has e set Método delete Métodos get e values Métodos clear, size, keys e getitems Usando a classe Dictionary Tabela hash Criando uma tabela hash Usando a classe HashTable Tabela hash versus conjunto hash Tratando colisões nas tabelas hash Encadeamento separado Sondagem linear Criando funções melhores de hash Classe Map da ES Classes WeakMap e WeakSet da ES Resumo Árvores Estrutura de dados para árvores Terminologia de árvores A árvore binária e a árvore binária de busca Criando a classe BinarySearchTree Inserindo uma chave em uma árvore Percorrendo uma árvore Percurso em ordem Percurso pré-ordem Percurso pós-ordem Pesquisando valores em uma árvore Pesquisando valores mínimos e máximos...188

8 10 Estruturas de dados e algoritmos em JavaScript Pesquisando um valor específico Removendo um nó Removendo uma folha Removendo um nó com um filho à esquerda ou à direita Removendo um nó com dois filhos Árvores autobalanceadas Árvore de Adelson-Velskii e Landi (árvore AVL) Inserindo um nó na árvore AVL Completando o método insertnode Mais informações sobre árvores binárias Resumo Grafos Terminologia dos grafos Grafos direcionados e não direcionados Representando um grafo Matriz de adjacências Lista de adjacências Matriz de incidência Criando a classe Graph Percorrendo grafos Busca em largura (BFS) Encontrando os caminhos mais curtos usando BFS Estudos adicionais sobre algoritmos de caminhos mais curtos Busca em profundidade (DFS) Explorando o algoritmo DFS Ordenação topológica usando DFS Algoritmos de caminhos mais curtos Algoritmo de Dijkstra Algoritmo de Floyd-Warshall Árvore de extensão mínima (MST) Algoritmo de Prim Algoritmo de Kruskal Resumo Algoritmos de ordenação e de busca Algoritmos de ordenação Bubble sort Bubble sort melhorado Selection sort...244

9 Sumário 11 Insertion sort Merge sort Quick sort Processo de partição Quick sort em ação Heap sort Counting, bucket e radix sorts (as ordenações por distribuição) Algoritmos de busca Busca sequencial Busca binária Resumo Padrões de algoritmos Recursão Limitação do tamanho da pilha de chamadas em JavaScript Sequência de Fibonacci Programação dinâmica O problema do número mínimo de moedas para troco O problema da mochila A maior subsequência comum Multiplicação de cadeia de matrizes Algoritmos gulosos O problema do número mínimo de moedas para troco O problema fracionário da mochila Introdução à programação funcional Programação funcional versus programação imperativa ES2015 e a programação funcional A caixa de ferramentas funcional de JavaScript map, filter e reduce As bibliotecas e estruturas de dados funcionais de JavaScript Resumo Complexidade de algoritmos Notação big-o Compreendendo a notação big-o O(1) O(n) O(n 2 ) Comparando as complexidades Estruturas de dados Grafos...298

10 12 Estruturas de dados e algoritmos em JavaScript Algoritmos de ordenação Algoritmos de busca Introdução à teoria de NP-completo Problemas impossíveis e algoritmos heurísticos Divertindo-se com algoritmos Resumo...302