Go?container包的介紹
發(fā)布日期：2022-02-04 00:27 | 文章來源：CSDN
1.簡介
Container — 容器數(shù)據(jù)類型：該包實(shí)現(xiàn)了三個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：堆、鏈表、環(huán)
List：Go中對鏈表的實(shí)現(xiàn)，其中List：雙向鏈表，Element：鏈表中的元素Ring：實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)循環(huán)鏈表，也就是我們俗稱的環(huán)Heap：Go中對堆的實(shí)現(xiàn)
2.list
簡單實(shí)用：
func main() {
// 初始化雙向鏈表
l := list.New()
// 鏈表頭插入
l.PushFront(1)
// 鏈表尾插入
l.PushBack(2)
l.PushFront(3)
// 從頭開始遍歷
for head := l.Front();head != nil;head = head.Next() {
fmt.Println(head.Value)
}
}
方法列表：
type Element
func (e *Element) Next() *Element // 返回該元素的下一個(gè)元素，如果沒有下一個(gè)元素則返回 nil
func (e *Element) Prev() *Element // 返回該元素的前一個(gè)元素，如果沒有前一個(gè)元素則返回nil
type List
func New() *List// 返回一個(gè)初始化的list
func (l *List) Back() *Element // 獲取list l的最后一個(gè)元素
func (l *List) Front() *Element// 獲取list l的第一個(gè)元素
func (l *List) Init() *List // list l 初始化或者清除 list l
func (l *List) InsertAfter(v interface{}, mark *Element) *Element// 在 list l 中元素 mark 之后插入一個(gè)值為 v 的元素，并返回該元素，如果 mark 不是list中元素，則 list 不改變
func (l *List) InsertBefore(v interface{}, mark *Element) *Element // 在 list l 中元素 mark 之前插入一個(gè)值為 v 的元素，并返回該元素，如果 mark 不是list中元素，則 list 不改變
func (l *List) Len() int // 獲取 list l 的長度
func (l *List) MoveAfter(e, mark *Element) // 將元素 e 移動(dòng)到元素 mark 之后，如果元素e 或者 mark 不屬于 list l，或者 e==mark，則 list l 不改變
func (l *List) MoveBefore(e, mark *Element) // 將元素 e 移動(dòng)到元素 mark 之前，如果元素e 或者 mark 不屬于 list l，或者 e==mark，則 list l 不改變
func (l *List) MoveToBack(e *Element)// 將元素 e 移動(dòng)到 list l 的末尾，如果 e 不屬于list l，則list不改變
func (l *List) MoveToFront(e *Element) // 將元素 e 移動(dòng)到 list l 的首部，如果 e 不屬于list l，則list不改變
func (l *List) PushBack(v interface{}) *Element// 在 list l 的末尾插入值為 v 的元素，并返回該元素
func (l *List) PushBackList(other *List)// 在 list l 的尾部插入另外一個(gè) list，其中l(wèi) 和 other 可以相等
func (l *List) PushFront(v interface{}) *Element // 在 list l 的首部插入值為 v 的元素，并返回該元素
func (l *List) PushFrontList(other *List)// 在 list l 的首部插入另外一個(gè) list，其中 l 和 other 可以相等
func (l *List) Remove(e *Element) interface{} // 如果元素 e 屬于list l，將其從 list 中刪除，并返回元素 e 的值
2.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
節(jié)點(diǎn)定義：
type Element struct {
// 后繼指針，前向指針
next, prev *Element
// 鏈表指針，屬于哪個(gè)鏈表
list *List
// 節(jié)點(diǎn)value
Value interface{}
}
雙向鏈表定義：
type List struct {
// 根元素
root Element // sentinel list element, only &root, root.prev, and root.next are used
// 實(shí)際節(jié)點(diǎn)數(shù)量
len int // current list length excluding (this) sentinel element
}
初始化：
// 通過工廠方法返回list指針
func New() *List { return new(List).Init() }
func (l *List) Init() *List {
l.root.next = &l.root
l.root.prev = &l.root
l.len = 0
return l
}
這里可以看到root節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，不承擔(dān)數(shù)據(jù)，也不是實(shí)際的鏈表節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)數(shù)量len沒算上它，再初始化的時(shí)候，root節(jié)點(diǎn)會(huì)成為一個(gè)只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)（前后指針都指向自己）
2.2插入元素
頭插法:
func (l *List) Front() *Element {
if l.len == 0 {
return nil
}
return l.root.next
}
func (l *List) PushFront(v interface{}) *Element {
l.lazyInit()
return l.insertValue(v, &l.root)
}
尾插法:
func (l *List) Back() *Element {
if l.len == 0 {
return nil
}
return l.root.prev
}
func (l *List) PushBack(v interface{}) *Element {
l.lazyInit()
return l.insertValue(v, l.root.prev)
}
在指定元素后新增元素:
func (l *List) insert(e, at *Element) *Element {
e.prev = at
e.next = at.next
e.prev.next = e
e.next.prev = e
e.list = l
l.len++
return e
}
這里有個(gè)延遲初始化的邏輯：lazyInit，把初始化操作延后，僅在實(shí)際需要的時(shí)候才進(jìn)行
func (l *List) lazyInit() {
if l.root.next == nil {
l.Init()
}
}
移除元素：
// remove 從雙向鏈表中移除一個(gè)元素e，遞減鏈表的長度，返回該元素e
func (l *List) remove(e *Element) *Element {
e.prev.next = e.next
e.next.prev = e.prev
e.next = nil // 防止內(nèi)存泄漏
e.prev = nil // 防止內(nèi)存泄漏
e.list = nil
l.len --
return e
}
3.ring
Go中提供的ring是一個(gè)雙向的循環(huán)鏈表，與list的區(qū)別在于沒有表頭和表尾，ring表頭和表尾相連，構(gòu)成一個(gè)環(huán)
使用demo：
func main() {
// 初始化3個(gè)元素的環(huán)，返回頭節(jié)點(diǎn)
r := ring.New(3)
// 給環(huán)填充值
for i := 1;i <= 3;i++{
r.Value = i
r = r.Next()
}
sum := 0
// 對環(huán)的每個(gè)元素進(jìn)行處理
r.Do(func(i interface{}) {
sum = i.(int) + sum
})
fmt.Println(sum)
}
方法列表：
type Ring
func New(n int) *Ring // 初始化環(huán)
func (r *Ring) Do(f func(interface{})) // 循環(huán)環(huán)進(jìn)行操作
func (r *Ring) Len() int // 環(huán)長度
func (r *Ring) Link(s *Ring) *Ring // 連接兩個(gè)環(huán)
func (r *Ring) Move(n int) *Ring // 指針從當(dāng)前元素開始向后移動(dòng)或者向前（n 可以為負(fù)數(shù)）
func (r *Ring) Next() *Ring // 當(dāng)前元素的下個(gè)元素
func (r *Ring) Prev() *Ring // 當(dāng)前元素的上個(gè)元素
func (r *Ring) Unlink(n int) *Ring // 從當(dāng)前元素開始，刪除 n 個(gè)元素
3.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
type Ring struct {
next, prev *Ring // 前繼和后繼指針
Valueinterface{} // for use by client; untouched by this library
}
初始化一個(gè)環(huán)：后繼和前繼指針都指向自己
func (r *Ring) init() *Ring {
r.next = r
r.prev = r
return r
}
初始化指定數(shù)量個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)
func New(n int) *Ring {
if n <= 0 {
return nil
}
r := new(Ring)
p := r
for i := 1; i < n; i++ {
p.next = &Ring{prev: p}
p = p.next
}
p.next = r
r.prev = p
return r
}
遍歷環(huán)，對個(gè)元素執(zhí)行指定操作：
func (r *Ring) Do(f func(interface{})) {
if r != nil {
f(r.Value)
for p := r.Next(); p != r; p = p.next {
f(p.Value)
}
}
}
4.heap
Go中堆使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是最小二叉樹，即根節(jié)點(diǎn)比左邊子樹和右邊子樹的所有值都小
使用demo：需要實(shí)現(xiàn)Interface接口，go中堆都是實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，定義了排序，插入和刪除方法
type Interface interface {
sort.Interface
Push(x interface{}) // add x as element Len()
Pop() interface{}// remove and return element Len() - 1.
}
實(shí)現(xiàn)接口：
// An IntHeap is a min-heap of ints.
type IntHeap []int
func (h IntHeap) Len() int { return len(h) }
func (h IntHeap) Less(i, j int) bool { return h[i] < h[j] }
func (h IntHeap) Swap(i, j int){ h[i], h[j] = h[j], h[i] }
func (h *IntHeap) Push(x interface{}) {
// Push and Pop use pointer receivers because they modify the slice's length,
// not just its contents.
*h = append(*h, x.(int))
}
func (h *IntHeap) Pop() interface{} {
old := *h
n := len(old)
x := old[n-1]
*h = old[0 : n-1]
return x
}
// This example inserts several ints into an IntHeap, checks the minimum,
// and removes them in order of priority.
func Example_intHeap() {
h := &IntHeap{2, 1, 5}
heap.Init(h)
heap.Push(h, 3)
fmt.Printf("minimum: %d\n", (*h)[0])
for h.Len() > 0 {
fmt.Printf("%d ", heap.Pop(h))
}
// Output:
// minimum: 1
// 1 2 3 5
}
4.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
上浮：
func Push(h Interface, x interface{}) {
h.Push(x)
up(h, h.Len()-1)
}
func up(h Interface, j int) {
for {
i := (j - 1) / 2 // parent
if i == j || !h.Less(j, i) {
break
}
h.Swap(i, j)
j = i
}
}
下沉：
func Pop(h Interface) interface{} {
n := h.Len() - 1
h.Swap(0, n)
down(h, 0, n)
return h.Pop()
}
func down(h Interface, i0, n int) bool {
i := i0
for {
j1 := 2*i + 1
if j1 >= n || j1 < 0 { // j1 < 0 after int overflow
break
}
j := j1 // left child
if j2 := j1 + 1; j2 < n && h.Less(j2, j1) {
j = j2 // = 2*i + 2 // right child
}
if !h.Less(j, i) {
break
}
h.Swap(i, j)
i = j
}
return i > i0
}
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