前言

為了快速回顧Go基本的語(yǔ)法知識(shí)，打算用Go中的基本語(yǔ)法以及特性來(lái)實(shí)現(xiàn)一些常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和排序算法，通過(guò)分析如何實(shí)現(xiàn)一些基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以很快學(xué)習(xí)Go的語(yǔ)法特性。記憶更加深刻，掌握更加迅速。這是我認(rèn)為學(xué)習(xí)一門新語(yǔ)言入門最好的方式。這也是方便自己以后需要用Go來(lái)寫(xiě)東西的一種前期準(zhǔn)備，到時(shí)候就不用去翻一些教程了。系列博文的第一篇就從如何實(shí)現(xiàn)List開(kāi)始。

需求

大家都知道基本鏈表得有以下特性：鏈表的初始化、鏈表的長(zhǎng)度、節(jié)點(diǎn)的插入、刪除、查找等一些常見(jiàn)的基本操作，最后寫(xiě)好之后，需要測(cè)試。關(guān)于測(cè)試，我之前寫(xiě)過(guò)Go的系列筆記中有敘述，不再重復(fù)。

實(shí)現(xiàn)

初始化

有語(yǔ)言基礎(chǔ)的人都知道，鏈表是由節(jié)點(diǎn)連接而成，這其中在定義一個(gè)List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之外，還需要定義一個(gè)Node類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。先說(shuō)Node類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，首先List按照正常的設(shè)計(jì)應(yīng)該是可以存儲(chǔ)基本類型的數(shù)據(jù)的，這就要求Node中的Value至于的類型不能固定，此時(shí)你可能反駁道：在Java中我們不是可以傳入Int、String類型到List嗎？其實(shí)這就是在走偏了，現(xiàn)在的工作是實(shí)現(xiàn)List這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所以不能對(duì)其Value值域有任何類型限制，在Go中'空接口'恰好能夠滿足這種須需求。另外在List中一個(gè)Node需要兩個(gè)指針域，分別指向前后節(jié)點(diǎn)的地址。在Go中這種需求，可以通過(guò) *來(lái)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單理解為其可以存儲(chǔ)地址。如*Int就是int類型的地址。看實(shí)現(xiàn)方式：

type Node struct {
 Value interface{} 
 next, prev *Node 
}

下面就是定義List結(jié)構(gòu)體了，有了上面的分析，List結(jié)構(gòu)體的定義就很好實(shí)現(xiàn)了：

type List struct {
 root Node // 頭節(jié)點(diǎn)
 length int // list長(zhǎng)度
}

那么在構(gòu)建好基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之后，如何去獲取一個(gè)List對(duì)象呢。先不著急實(shí)現(xiàn)，想想在Java語(yǔ)言中怎么實(shí)現(xiàn)的：

Person p = new Man();

如上所示，首先獲取一個(gè)Man類的實(shí)例，然后p中有對(duì)象的地址/引用。從這些分析我們大概知道如何去創(chuàng)建一個(gè)list對(duì)象了，最終需要的結(jié)果就是獲取一個(gè)List的引用/地址，并且該List的長(zhǎng)度為0。除此之外，需要處理好空List的情況：

// 返回List的指針
func New() *List {
 l := List{}// 獲取List{}的地址
 l.length = 0// list初始長(zhǎng)度為0
 l.root.next = l.root
 l.root.prev = l.root
 return l
}

判空和長(zhǎng)度

List的判空和獲取長(zhǎng)度也是非常基礎(chǔ)和重要的，判斷是否為空，返回的數(shù)據(jù)類型是布爾類型的。什么情況下List是為空呢？根據(jù)前面的定義，頭節(jié)點(diǎn)的next指針域指向是頭結(jié)點(diǎn)本身的地址即為空。另外，判空函數(shù)寫(xiě)好了，總不能什么類型的數(shù)據(jù)都去調(diào)用這個(gè)函數(shù)，我們需要指定調(diào)用的數(shù)據(jù)類型，在本例中當(dāng)然是 List類型的了，為了方便操作，傳入一個(gè)List的地址即可。

func (l *List) IsEmpty() bool {
 return l.root.next == l.root
}

分析完畢之后，獲取list的長(zhǎng)度就簡(jiǎn)單很多了：

func (l *List) Length() int {
 return l.length
}

頭插和尾插

因?yàn)樵诙xList數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，就定義了一個(gè)root頭節(jié)點(diǎn)。所以此時(shí)，可以很方便的實(shí)現(xiàn)頭插入和尾插入。考慮能夠同時(shí)插入多個(gè)/一個(gè)Node節(jié)點(diǎn)，利用Go中的變長(zhǎng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)該特性。對(duì)插入的Node節(jié)點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)處理，新節(jié)點(diǎn)的指針域和root節(jié)點(diǎn)的指針域做相應(yīng)改變，具體實(shí)現(xiàn)方式以及說(shuō)明在代碼中說(shuō)明：

func (l *List) PushFront(elements ...interface{}) {
 for _, element := range elements {
 n := Node{Value: element} // 注釋一
 n.next = l.root.next // 新節(jié)點(diǎn)的next是root節(jié)點(diǎn)的next
 n.prev = l.root // 新節(jié)點(diǎn)的prev存儲(chǔ)的是root的地址
 l.root.next.prev = n // 原來(lái)root節(jié)點(diǎn)的next的prev是新節(jié)點(diǎn)
 l.root.next = n // 頭插法 root 之后始終是新節(jié)點(diǎn)
 l.length++ // list 長(zhǎng)度加1
 }
}

注釋1處拿出來(lái)分析：結(jié)構(gòu)體初始化方式 Node{Value：element} ， 是獲取結(jié)構(gòu)體地址的方式。此時(shí)需要一個(gè)地址類型的變量來(lái)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體的地址，此時(shí)看看聲明方式為 :n這里就學(xué)習(xí)到了Go中臨時(shí)變量的聲明方式啦。并且該臨時(shí)變量不需要指明數(shù)據(jù)類型。尾插法就很簡(jiǎn)單了，參見(jiàn)如下所示代碼：

func (l *List) PushBack(elements ...interface{}) {
 for _, element := range elements {
 n := Node{Value: element}
 n.next = l.root // since n is the last element, its next should be the head
 n.prev = l.root.prev // n's prev should be the tail
 l.root.prev.next = n // tail's next should be n
 l.root.prev = n // head's prev should be n
 l.length++
 }
}

查找

查找最終的效果是返回指定數(shù)值的索引，如果不存在的話返回-1即可。對(duì)于鏈表的查找是一個(gè)遍歷的過(guò)程，在此時(shí)就需要考慮遍歷的起始和終止區(qū)間了，不能越界出錯(cuò)。因?yàn)槭茄h(huán)鏈表，終止節(jié)點(diǎn)也很好辦。具體代碼如下所示：

func (l *List) Find(element interface{}) int {
 index := 0
 p := l.root.next
 for p != l.root  p.Value != element {
 p = p.next
 index++
 }
 // p不是root
 if p != l.root {
 return index
 }

 return -1
}

刪除

鏈表的刪除操作邏輯很清晰，將一個(gè)Node的節(jié)點(diǎn)與前后節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)即可，同時(shí)前后節(jié)點(diǎn)和Node節(jié)點(diǎn)本身指針域也要做相應(yīng)修改，最后別忘記將鏈表的長(zhǎng)度減少相應(yīng)長(zhǎng)度。

func (l *List) remove(n *Node) {
 n.prev.next = n.next
 n.next.prev = n.prev
 n.next = nil
 n.prev = nil
 l.length--
}

刪除并返回List中的第一個(gè)數(shù)據(jù)：

func (l *List) Lpop() interface{} {
 if l.length == 0 {
 // null的表現(xiàn)形式nil
 return nil
 }
 n := l.root.next
 l.remove(n)
 return n.Value
}

遍歷

下面normalIndex函數(shù)的作用返回一個(gè)正常邏輯的Index，例如處理好一些越界問(wèn)題：

func (l *List) normalIndex(index int) int {
 if index > l.length-1 {
 index = l.length - 1
 }

 if index  -l.length {
 index = 0
 }
 // 將給定的index與length做取余處理
 index = (l.length + index) % l.length
 return index
}

如下的函數(shù)為獲取指定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，根據(jù)傳入的參數(shù)需要指定start和end，最后返回的應(yīng)該是一個(gè)切片或者數(shù)組，具體類型未知：

func (l *List) Range(start, end int) []interface{} {
 // 獲取正常的start和end
 start = l.normalIndex(start)
 end = l.normalIndex(end)
 // 聲明一個(gè)interface類型的數(shù)組
 res := []interface{}{}
 // 如果上下界不符合邏輯，返回空res
 if start > end {
 return res
 }
 
 sNode := l.index(start)
 eNode := l.index(end)
 // 起始點(diǎn)和重點(diǎn)遍歷
 for n := sNode; n != eNode; {
 // res的append方式
 res = append(res, n.Value)
 n = n.next
 }
 res = append(res, eNode.Value)
 return res
}

ok,以上即為Go中List的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)本節(jié)，能夠?qū)W習(xí)到許多Go的語(yǔ)法特性。個(gè)人認(rèn)為學(xué)習(xí)編程，語(yǔ)法是最簡(jiǎn)單的，應(yīng)該利用最短的時(shí)間在，最有效的掌握。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。