Go?語言結(jié)構(gòu)體鏈表的基本操作
1. 什么是鏈表
- 鏈表是一種物理存儲單元上非連續(xù)、非順序的存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接次序?qū)崿F(xiàn)的。
- 鏈表由一系列結(jié)點(diǎn)（鏈表中每一個元素稱為結(jié)點(diǎn)）組成，結(jié)點(diǎn)可以在運(yùn)行時動態(tài)生成。每個結(jié)點(diǎn)包括兩個部分：一個是存儲數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)域，另一個是存儲下一個結(jié)點(diǎn)地址的指針域。
- 使用鏈表結(jié)構(gòu)可以避免在使用數(shù)組時需要預(yù)先知道數(shù)據(jù)大小的缺點(diǎn)，鏈表結(jié)構(gòu)可以充分利用計算機(jī)內(nèi)存空間，實現(xiàn)靈活的內(nèi)存動態(tài)管理。但是鏈表失去了數(shù)組隨機(jī)讀取的優(yōu)點(diǎn)，同時鏈表由于增加了結(jié)點(diǎn)的指針域，空間開銷比較大。
- 鏈表允許插入和移除表上任意位置上的結(jié)點(diǎn)，但是不允許隨機(jī)存取。
- 鏈表有三種類型：
單向鏈表、雙向鏈表、循環(huán)鏈表。
2. 單項鏈表的基本操作
- 單向鏈表中每個結(jié)點(diǎn)包含兩部分，分別是
數(shù)據(jù)域和指針域，上一個結(jié)點(diǎn)的指針指向下一結(jié)點(diǎn)，依次相連，形成鏈表。 - 鏈表通過指針將一組零散的內(nèi)存塊串聯(lián)在一起，這里的內(nèi)存塊稱為鏈表的結(jié)點(diǎn)。為了將這些節(jié)點(diǎn)給串起來，每個鏈表的結(jié)點(diǎn)除了存儲數(shù)據(jù)之外，還會記錄下一個結(jié)點(diǎn)的指針（即下一個結(jié)點(diǎn)的地址），這個指針稱為：后繼指針
3. 使用 struct 定義單鏈表
- 利用 Struct 可以包容多種數(shù)據(jù)類型的特性
- 一個結(jié)構(gòu)體內(nèi)可以包含若干成員，這些成員可以是基本類型、自定義類型、數(shù)組類型，也可以是指針類型。
struct 定義的三種形式，其中2和3都是返回結(jié)構(gòu)體的指針
//定義
var stu Student
var stu *Student = new(Student)
var stu *Student = &Student {}
//調(diào)用
stu.Name stu.Age stu.Score
或
(*stu).Name (*stu).Age (*stu).Score定義一個單項鏈表next 是指針類型的屬性，指向 Student struct 類型數(shù)據(jù)，也就是下一個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)類型
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student
}為鏈表賦值，并遍歷鏈表中的每個節(jié)點(diǎn)
package main
import "fmt"
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student //存放下一個結(jié)構(gòu)體的地址，用*直接指向下一個結(jié)構(gòu)體
}
func main() {
//頭部結(jié)構(gòu)體
var head Student
head.Name = "張三"
head.Age = 28
head.Score = 88
//第二個結(jié)構(gòu)體節(jié)點(diǎn)
var stu1 Student
stu1.Name = "李四"
stu1.Age = 25
stu1.Score = 100
head.next = &stu1
//第三個結(jié)構(gòu)體節(jié)點(diǎn)
var stu2 Student
stu2.Name = "王五"
stu2.Age = 18
stu2.Score = 60
stu1.next = &stu2
Req(&head)
}
func Req(tmp *Student) { //tmp指針是指向下一個結(jié)構(gòu)體的地址，加*就是下一個結(jié)構(gòu)體
for tmp != nil { //遍歷輸出鏈表中每個結(jié)構(gòu)體，判斷是否為空
fmt.Println(*tmp)
tmp = tmp.next //tmp變更為下一個結(jié)構(gòu)體地址
}
}//輸出結(jié)果如下
{張三 28 88 0xc000114480}
{李四 25 100 0xc0001144b0}
{王五 18 60 <nil>}
4. 尾部添加節(jié)點(diǎn)方法一
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student
}
func main() {
//頭部結(jié)構(gòu)體
var head Student
head.Name = "head"
head.Age = 28
head.Score = 88
//第二個結(jié)構(gòu)體節(jié)點(diǎn)
var stu1 Student
stu1.Name = "stu1"
stu1.Age = 25
stu1.Score = 100
head.next = &stu1 //頭部指向第一個結(jié)構(gòu)體
//第三個結(jié)構(gòu)體節(jié)點(diǎn)
var stu2 Student
stu2.Name = "stu2"
stu2.Age = 18
stu2.Score = 60
stu1.next = &stu2 //第一個結(jié)構(gòu)體指向第二個結(jié)構(gòu)體
//第四個結(jié)構(gòu)體節(jié)點(diǎn)
var stu3 Student
stu3.Name = "stu3"
stu3.Age = 18
stu3.Score = 80
stu2.next = &stu3 //第二個結(jié)構(gòu)體指向第三個結(jié)構(gòu)體
//聲明變量
var tail = &stu3
for i := 4; i < 10; i++ {
//定義節(jié)點(diǎn)
var stu Student = Student{
Name: fmt.Sprintf("stu%d", i),
Age: rand.Intn(100),
Score: rand.Float32() * 100,
}
//生產(chǎn)結(jié)構(gòu)體串聯(lián)
tail.next = &stu
tail = &stu
}
Req(&head)
}
func Req(tmp *Student) {
for tmp != nil {
fmt.Println(*tmp)
tmp = tmp.next
}
}//輸出結(jié)果如下
{head 28 88 0xc0001144b0}
{stu1 25 100 0xc0001144e0}
{stu2 18 60 0xc000114510}
{stu3 18 80 0xc000114540}
{stu4 81 94.05091 0xc000114570}
{stu5 47 43.77142 0xc0001145a0}
{stu6 81 68.682304 0xc0001145d0}
{stu7 25 15.651925 0xc000114600}
{stu8 56 30.091187 0xc000114630}
{stu9 94 81.36399 <nil>}
方法二，使用函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student
}
func main() {
//頭部結(jié)構(gòu)體
var head Student
head.Name = "head"
head.Age = 28
head.Score = 88
TailInsert(&head)
Req(&head)
}
//循環(huán)遍歷
func Req(tmp *Student) {
for tmp != nil {
fmt.Println(*tmp)
tmp = tmp.next
}
}
//添加結(jié)構(gòu)體節(jié)點(diǎn)
func TailInsert(tail *Student) {
for i := 0; i < 10; i++ {
//定義節(jié)點(diǎn)
var stu Student = Student{
Name: fmt.Sprintf("stu%d", i),
Age: rand.Intn(100),
Score: rand.Float32() * 100,
}
//生產(chǎn)結(jié)構(gòu)體串聯(lián)
tail.next = &stu //指向下一個結(jié)構(gòu)體
tail = &stu //把當(dāng)前的結(jié)構(gòu)體給tail，讓其繼續(xù)循環(huán)
}
}//輸出結(jié)果如下
{head 28 88 0xc0001144b0}
{stu0 81 94.05091 0xc0001144e0}
{stu1 47 43.77142 0xc000114510}
{stu2 81 68.682304 0xc000114540}
{stu3 25 15.651925 0xc000114570}
{stu4 56 30.091187 0xc0001145a0}
{stu5 94 81.36399 0xc0001145d0}
{stu6 62 38.06572 0xc000114600}
{stu7 28 46.888985 0xc000114630}
{stu8 11 29.310184 0xc000114660}
{stu9 37 21.855305 <nil>}
5. 頭部插入節(jié)點(diǎn)方法一
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student
}
func main() {
//頭部結(jié)構(gòu)體
var head Student
head.Name = "head"
head.Age = 28
head.Score = 88
//調(diào)用頭部插入函數(shù)
HeadInsert(&head)
Req(HeadInsert(&head))
func Req(tmp *Student) {
for tmp != nil {
fmt.Println(*tmp)
tmp = tmp.next
}
func HeadInsert(p *Student) *Student {
for i := 0; i < 10; i++ {
var stu = Student{
Name: fmt.Sprintf("stu%d", i),
Age: rand.Intn(100),
Score: rand.Float32() * 100,
}
//當(dāng)前新節(jié)點(diǎn)指向head，因為head是下一個節(jié)點(diǎn)
stu.next = p //指向下一個節(jié)點(diǎn)
p = &stu //把當(dāng)前的結(jié)構(gòu)體給tail，讓其繼續(xù)循環(huán)
return p//輸出結(jié)果如下
{stu9 85 30.152267 0xc000094840}
{stu8 37 5.912065 0xc000094810}
{stu7 29 7.9453626 0xc0000947e0}
{stu6 87 60.72534 0xc0000947b0}
{stu5 41 2.8303082 0xc000094780}
{stu4 90 69.67192 0xc000094750}
{stu3 87 20.658266 0xc000094720}
{stu2 47 29.708258 0xc0000946f0}
{stu1 28 86.249146 0xc0000946c0}
{stu0 95 36.08714 0xc0000944b0}
{head 28 88 <nil>}
方法二
使用指針的指針
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student
}
func main() {
//頭部結(jié)構(gòu)體
var head *Student = &Student{}
head.Name = "head"
head.Age = 28
head.Score = 88
//調(diào)用頭部插入函數(shù)
HeadInsert(&head)
Req(head)
func Req(tmp *Student) {
for tmp != nil {
fmt.Println(*tmp)
tmp = tmp.next
}
func HeadInsert(p **Student) {
for i := 0; i < 10; i++ {
var stu = Student{
Name: fmt.Sprintf("stu%d", i),
Age: rand.Intn(100),
Score: rand.Float32() * 100,
}
//當(dāng)前新節(jié)點(diǎn)指向head，因為head是下一個節(jié)點(diǎn)
stu.next = *p //指向下一個節(jié)點(diǎn)
*p = &stu //把當(dāng)前的結(jié)構(gòu)體給tail，讓其繼續(xù)循環(huán)//輸出結(jié)果如下
{stu9 37 21.855305 0xc000114660}
{stu8 11 29.310184 0xc000114630}
{stu7 28 46.888985 0xc000114600}
{stu6 62 38.06572 0xc0001145d0}
{stu5 94 81.36399 0xc0001145a0}
{stu4 56 30.091187 0xc000114570}
{stu3 25 15.651925 0xc000114540}
{stu2 81 68.682304 0xc000114510}
{stu1 47 43.77142 0xc0001144e0}
{stu0 81 94.05091 0xc0001144b0}
{head 28 88 <nil>}
總結(jié)
如果想要外部的數(shù)據(jù)和函數(shù)處理結(jié)果進(jìn)行同步，兩種方法：
① 傳參，傳遞指針
② return 進(jìn)行值的返回
6. 指定節(jié)點(diǎn)后添加新節(jié)點(diǎn)
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student
}
func main() {
//頭部結(jié)構(gòu)體
var head *Student = &Student{} //定義指針類型
head.Name = "head"
head.Age = 28
head.Score = 88
//定義新的節(jié)點(diǎn)
var newNode *Student = &Student{} //定義指針類型
newNode.Name = "newNode"
newNode.Age = 19
newNode.Score = 78
HeadInsert(&head)
//指定位置插入函數(shù)
Add(head, newNode)
Req(head)
func Req(tmp *Student) {
for tmp != nil {
fmt.Println(*tmp)
tmp = tmp.next
}
func HeadInsert(p **Student) { //傳入指針的指針
for i := 0; i < 10; i++ {
var stu = Student{
Name: fmt.Sprintf("stu%d", i),
Age: rand.Intn(100),
Score: rand.Float32() * 100,
}
//當(dāng)前新節(jié)點(diǎn)指向head，因為head是下一個節(jié)點(diǎn)
stu.next = *p //指向下一個節(jié)點(diǎn)
*p = &stu //把當(dāng)前的結(jié)構(gòu)體給tail，讓其繼續(xù)循環(huán)
//p為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，newnode為插入的節(jié)點(diǎn)
func Add(p *Student, newNode *Student) {
for p != nil {
if p.Name == "stu6" {
//對接下一個節(jié)點(diǎn)
newNode.next = p.next
p.next = newNode
//插入節(jié)點(diǎn)指向下一個節(jié)點(diǎn)
p = p.next //p.next賦予給p，繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)遍歷//輸出結(jié)果如下
{stu9 37 21.855305 0xc0000c0660}
{stu8 11 29.310184 0xc0000c0630}
{stu7 28 46.888985 0xc0000c0600}
{stu6 62 38.06572 0xc0000c04b0}
{newNode 19 78 0xc0000c05d0}
{stu5 94 81.36399 0xc0000c05a0}
{stu4 56 30.091187 0xc0000c0570}
{stu3 25 15.651925 0xc0000c0540}
{stu2 81 68.682304 0xc0000c0510}
{stu1 47 43.77142 0xc0000c04e0}
{stu0 81 94.05091 0xc0000c0480}
{head 28 88 <nil>}
7. 刪除節(jié)點(diǎn)
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
type Student struct {
Name string
Age int
Score float32
next *Student
}
func main() {
//頭部結(jié)構(gòu)體
var head *Student = &Student{} //定義指針類型
head.Name = "head"
head.Age = 28
head.Score = 88
//定義新的節(jié)點(diǎn)
var newNode *Student = &Student{} //定義指針類型
newNode.Name = "newNode"
newNode.Age = 19
newNode.Score = 78
HeadInsert(&head)
//指定位置插入函數(shù)
Add(head, newNode)
//刪除節(jié)點(diǎn)
del(head)
Req(head)
func Req(tmp *Student) {
for tmp != nil {
fmt.Println(*tmp)
tmp = tmp.next
}
func HeadInsert(p **Student) { //傳入指針的指針
for i := 0; i < 10; i++ {
var stu = Student{
Name: fmt.Sprintf("stu%d", i),
Age: rand.Intn(100),
Score: rand.Float32() * 100,
}
//當(dāng)前新節(jié)點(diǎn)指向head，因為head是下一個節(jié)點(diǎn)
stu.next = *p //指向下一個節(jié)點(diǎn)
*p = &stu //把當(dāng)前的結(jié)構(gòu)體給tail，讓其繼續(xù)循環(huán)
//p為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，newnode為插入的節(jié)點(diǎn)
func Add(p *Student, newNode *Student) {
for p != nil {
if p.Name == "stu6" {
//對接下一個節(jié)點(diǎn)
newNode.next = p.next
p.next = newNode
//插入節(jié)點(diǎn)指向下一個節(jié)點(diǎn)
p = p.next //p.next賦予給p，繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)遍歷
//刪除節(jié)點(diǎn)
func del(p *Student) {
var prev *Student = p //p=head prev=head ——》prev=p
if p.Name == "newNode" {
prev.next = p.next
break
prev = p //進(jìn)行平移，前節(jié)點(diǎn)賦值
p = p.next //后節(jié)點(diǎn)賦值
//輸出結(jié)果如下
{stu9 37 21.855305 0xc0000c0660}
{stu8 11 29.310184 0xc0000c0630}
{stu7 28 46.888985 0xc0000c0600}
{stu6 62 38.06572 0xc0000c05d0}
{stu5 94 81.36399 0xc0000c05a0}
{stu4 56 30.091187 0xc0000c0570}
{stu3 25 15.651925 0xc0000c0540}
{stu2 81 68.682304 0xc0000c0510}
{stu1 47 43.77142 0xc0000c04e0}
{stu0 81 94.05091 0xc0000c0480}
{head 28 88 <nil>}
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