資料結構——Golang實現單鏈表

摘要： 轉載請註明出處： 資料結構——Golang實現單鏈表 Golang 1. 單鏈表 1.1. 定義 單向連結串列 （單鏈表）是連結串列的一種，其特點是連結串列的連結方向是單向的，對連結串列的訪問要通過順序讀取從頭部開始；連結串列是使用...

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1. 單鏈表

1.1. 定義

單向連結串列 （單鏈表）是連結串列的一種，其特點是連結串列的連結方向是單向的，對連結串列的訪問要通過順序讀取從頭部開始；連結串列是使用指標進行構造的列表；又稱為結點列表，因為連結串列是由一個個結點組裝起來的；其中每個結點都有指標成員變數指向列表中的下一個結點；

列表是由結點構成，head指標指向第一個成為表頭結點，而終止於最後一個指向nuLL的指標。

1.2. 優點

1. 單個結點建立非常方便，普通的線性記憶體通常在建立的時候就需要設定資料的大小
2. 結點的刪除非常方便，不需要像線性結構那樣移動剩下的資料
3. 結點的訪問方便，可以通過迴圈或者遞迴的方法訪問到任意資料，但是平均的訪問效率低於線性表。

2. Golang 實現

2.1. 相關結構體

首先需要先定義一下連結串列相關的結果， SingleObject 用於每個節點的資料，為interface{}結構， SingleNode 為連結串列中的節點， SingleList 單鏈表，為了多協程讀寫安全，所以在連結串列中加了讀寫鎖。

具體定義如下：

// 節點資料
type SingleObject interface{}

// 單鏈表節點
type SingleNode struct {
Data SingleObject
Next *SingleNode
}

// 單鏈表
type SingleList struct{
mutex *sync.RWMutex
Head *SingleNode
Tail *SingleNode
Size uint
}

2.2. 連結串列初始化

定義完結構，接下來就需要對單鏈表進行初始化了。程式碼如下：

// 初始化
func (list *SingleList) Init(){
list.Size = 0
list.Head = nil
list.Tail = nil
list.mutex = new(sync.RWMutex)
}

2.3. 新增節點

連結串列節點的新增分為兩種，一種是在連結串列後面追加節點，該方式，我們稱為append；另外一種方式是在指定位置插入節點，我們叫做insert。

另外新增時，若為第一個節點需特殊處理一下。下面請看程式碼：

// 新增節點到連結串列尾部
func (list *SingleList)Append(node *SingleNode) bool {
if node == nil{
return false
}
list.mutex.Lock()
defer list.mutex.Unlock()
if list.Size == 0{
list.Head = node
list.Tail = node
list.Size = 1
return true
}

tail := list.Tail
tail.Next = node
list.Tail = node
list.Size += 1
return true
}

// 插入節點到指定位置
func (list *SingleList)Insert(index uint, node *SingleNode) bool {
if node == nil {
return false
}

if index > list.Size{
return false
}

list.mutex.Lock()
defer list.mutex.Unlock()

if index == 0{
node.Next = list.Head
list.Head = node
list.Size += 1
return true
}
var i uint
ptr := list.Head
for i = 1; i < index; i ++ {
ptr = ptr.Next
}
next := ptr.Next
ptr.Next = node
node.Next = next
list.Size += 1
return true
}

2.4. 刪除節點

有了新增功能自然就少不了刪除，此外，刪除節點時，如果指定的位置是連結串列的頭部或尾部，都需要特殊處理下。看程式碼：

// 刪除指定位置的節點
func (list *SingleList)Delete(index uint) bool {
if list == nil || list.Size == 0 || index > list.Size - 1 {
return false
}

list.mutex.Lock()
defer list.mutex.Unlock()

if index == 0 {
head := list.Head.Next
list.Head = head
if list.Size == 1{
list.Tail = nil
}
list.Size -= 1
return true
}

ptr := list.Head
var i uint
for i = 1; i < index; i++{
ptr = ptr.Next
}
next := ptr.Next

ptr.Next = next.Next
if index == list.Size - 1 {
list.Tail = ptr
}
list.Size -= 1
return true
}

2.6. 查詢節點

根據指定的位置索引，查詢出節點內容。

// 獲取指定位置的節點，不存在則返回nil
func (list *SingleList)Get(index uint) *SingleNode{
if list == nil || list.Size == 0 || index > list.Size - 1 {
return nil
}

list.mutex.RLock()
defer list.mutex.RUnlock()

if index == 0{
return list.Head
}
node := list.Head
var i uint
for i = 0; i < index; i ++ {
node = node.Next
}
return node
}

2.7. 列印連結串列

最後，我們增加一個列印連結串列的功能，方便我們看整個連結串列的內容：

// 輸出連結串列
func (list *SingleList)Display(){
if list == nil {
fmt.Println("this single list is nil")
return
}
list.mutex.RLock()
defer list.mutex.RUnlock()
fmt.Printf("this single list size is %d \n", list.Size)
ptr := list.Head
var i uint
for i = 0; i < list.Size; i++{
fmt.Printf("No%3d data is %v\n", i + 1, ptr.Data)
ptr = ptr.Next
}
}

完

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