Go-如何优雅的实现单链表？（含全部代码）

目录

简介

思路

节点结构体

属性

方法

单链表结构体

属性

方法

Init

New

Clear

Len

Front

Back

insert

InsertAfter

PushBack

PushFront

remove

RemoveAfter

RemoveFront

测试

常见问题

怎么遍历呀？

全部代码

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简介

单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成是元素加指针。

思路

为了能够兼容所有类型，采用空接口。为了更好的封装，用"私有"的next和insert、remove等，看下方详细解释。

节点结构体

属性

type ListNode struct {
    Val interface{}
    next *ListNode
    lst *SingleList
}

• Val：节点的值
• next：下一节点指针
• lst：所属单链表

Val采用空接口，接收任意数据类型，可通过类型断言再赋给对应类型。

方法

返回下一个节点，O(1)

func (node *ListNode)Next() *ListNode {
	return node.next
}

主要用于遍历，我在其他方法中也有调用。

单链表结构体

属性

type SingleList struct {
	head *ListNode
	len int
}

• head：头结点
• len：单链表长度

这里其实可以将head的Val用来存储长度，可以稍微节省一点内存，由于还需要类型断言，比较麻烦，就算了

方法

Init

func (lst *SingleList)Init(){
	lst.head = new(ListNode)
	lst.head.lst = lst
	lst.len = 0
}

创建头结点，长度为0，O(1)

New

func New() *SingleList {
	lst := new(SingleList)
	lst.Init()
	return lst
}

返回创建的单链表，调用了Init，O(1)

Clear

func (lst *SingleList)Clear(){
	lst.Init()
}

调用Init，利用Go自己的垃圾回收，O(1)

Len

func (lst *SingleList)Len() int {
	return lst.len
}

返回单链表长度，O(1)

Front

func (lst *SingleList)Front() *ListNode {
	return lst.head.Next()
}

返回第一个节点，就是头结点的下一个节点，空链表情况下为nil，O(1)

Back

func (lst *SingleList)Back() *ListNode {
	if lst.len == 0{
		return nil
	}
	cur := lst.head.Next()
	for{
		if cur.Next() == nil{
			return cur
		}
		cur = cur.Next()
	}
}

返回最后一个节点，空链表的情况下为nil，O(n)

insert

func (lst *SingleList)insert(e, at *ListNode) *ListNode{
	lst.len++
	e.next = at.next
	at.next = e
	e.lst = lst
	return e
}

返回指向插入的节点e的指针。

• e：待插入节点
• at：链表

仅在此函数进行长度增加，其他插入函数调用此函数，O(1)。

InsertAfter

func (lst *SingleList)InsertAfter(val interface{}, mark *ListNode) *ListNode {
	if mark == nil{
		return nil
	}
	if mark.lst == lst{
		return lst.insert(&ListNode{Val:val},mark)
	}
	return nil
}

生成值为val的节点，并插入链表节点mark后，返回插入的节点，mark为nil或不属于单链表的情况下，返回nil。调用了insert，O(1)

• val：待插节点值
• mark：在此节点后插入，如果此节点属于单链表lst

PushBack

func (lst *SingleList)PushBack(val interface{}) *ListNode{
	end := lst.Back()
	if end == nil{
		return lst.InsertAfter(val,lst.head)
	}else {
		return lst.InsertAfter(val,end)
	}
}

生成值为val的节点，并插入链表尾节点后，调用Back和InsertAfter。返回指向生成节点的指针，O(n)。

• val:待插节点值

PushFront

func (lst *SingleList)PushFront(val interface{}) *ListNode {
	return lst.InsertAfter(val,lst.head)
}

 生成值为val的节点，并插入链表头节点后，调用InsertAfter。返回指向生成节点的指针，O(1)。

• val:待插节点值

remove

func (lst *SingleList)remove(e *ListNode) *ListNode{
	nextOne := e.next
	if nextOne == nil{
		return nil
	}
	lst.len--
	e.next = e.next.next
	nextOne.lst = nil
	return nextOne
}

 删除e的下一个节点，返回删除的节点，仅在此函数进行长度减少，其他删除函数调用此函数。e是尾节点时返回nil，O(1)。

• e：单链表上的节点，需删除它后面的一个节点

RemoveAfter

func (lst *SingleList)RemoveAfter(e *ListNode) *ListNode{
	if e == nil{
		return nil
	}
	if e.lst == lst{
		return lst.remove(e)
	}
	return nil
}

删除指定节点的后一个节点，返回删除的节点，指定元素为尾节点或nil时，返回nil，O(1)

RemoveFront

func (lst *SingleList)RemoveFront() *ListNode {
	return lst.remove(lst.head)
}

前删，删除第一个节点，返回删除的节点，可能为nil，O(1)

测试

常见问题

怎么遍历呀？

像下面这样就可以了呦

for e := lst.Front(); e != nil; e = e.Next() {
   do something with e.Val
}

全部代码

具体代码和测试代码在：https://gitee.com/frankyu365/datastructure

参考

Go标准库-container/list

更多Go相关内容：Go-Golang学习总结笔记

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