目的
- 完善链表相关的概念，实现双向链表的常用方法。
1、双向链表的特点和初始化
1.1 双向链表的存储结构
存储结构
1.2 双向链表的特性
- 我觉得用下面这行代码最能够展示双向链表的特性
p->next->prior = p->prior->next = p
1.3 双向链表的结点
-
本文实现的双向链表结构如下
结点
1.4 双向链表的基本操作
- 本文主要实现了双向链表的以下操作
- 判断是否为空
- 获取链表长度
- 在头部插入元素
- 在尾部插入元素
- 删除指定位置元素
- 删除指定值的元素
- 查找是否包含指定值
- 查找指定位置元素的值
- 遍历链表所有结点
1.5 双向链表的初始化
//定义双向链表结构体
type DuLNode struct {
data interface{} //数据域
prior *DuLNode //指针域 -> 指向直接前驱
next *DuLNode //指针域 -> 指向直接后继
}
type DuList struct {
length int //储存链表的长度
headNode *DuLNode
}
func InitDuList() *DuList {
//即构造一个空的双向链表L(包含空的头结点)
node := new(DuLNode)
L := new(DuList)
L.headNode = node
return L
}
//这个非空判断也可以判断list.headNode.next == nil来完成
func (list *DuList) IsNull() bool {
if list.length == 0 {
return true
} else {
return false
}
}
2、双向链表的插入
- 同样，首先来实现双向链表的插入操作
2.1、在指定位置插入元素
//双向链表的插入(均为前插)
func (list *DuList) InsertElem(index int, v interface{}) {
if index <= 0 || index > list.length {
fmt.Println("err")
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
node := &DuLNode{data: v}
if index == 1 { //处理向第一位插入
node.next = head.next
node.prior = head
head.next = node
} else {
for count := 1; count < index; count++ {
fnode = fnode.next
}
fnode.prior.next = node
node.prior = fnode.prior
node.next = fnode
}
list.length++
}
}
2.2、在头部插入元素
//从头部添加元素
func (list *DuList) AddElem(v interface{}) {
node := &DuLNode{data: v}
head := list.headNode
if list.IsNull() { //处理空表的插入
head.next = node
node.prior = head
} else {
fnode := head.next
head.next = node
node.prior = head
node.next = fnode
fnode.prior = node
}
list.length++
return
}
2.3、在尾部插入元素
//从尾部插入元素
func (list *DuList) AppendElem(v interface{}) {
node := &DuLNode{data: v}
head := list.headNode
if list.IsNull() { //处理空表
head.next = node
node.prior = head
} else {
lnode := head.next
for lnode.next != nil {
lnode = lnode.next
}
lnode.next = node
node.prior = lnode
}
list.length++
return
}
3、双向链表的删除------总结go如何实现while
3.1、删除指定值的元素
//按值移除元素
func (list *DuList) RemoveElem(v interface{}) {
head := list.headNode
fnode := head.next
if fnode.data == v { //处理移除的元素是第一个
fnode.next.prior = head
head.next = fnode.next
list.length--
return
} else {
for fnode.next != nil { //处理中段
if fnode.data == v {
fnode.prior.next = fnode.next
fnode.next.prior = fnode.prior
list.length--
return
} else {
fnode = fnode.next
}
}
if fnode.next == nil && fnode.data == v {
//处理最后一个元素，由于go语言不含while语句，且此时已经到达链尾，需要对链尾元素做以此判断
fnode.prior.next = nil
fnode.prior = nil
list.length--
return
}
fmt.Println("fail")
return
}
}
3.2 删除指定位置的元素
//按位移除元素
func (list *DuList) DeleteElem(index int) {
if index <= 0 || index > list.length {
fmt.Println("删除位置不合理")
return
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
if index == 1 {
fnode.next.prior = head
head.next = fnode.next
} else {
for count := 0; count < index-1; count++ {
fnode = fnode.next
}
if index == list.length { //处理最后一位元素，与删除指定值遇到的问题相同
fnode.prior.next = nil
fnode.prior = nil
list.length--
return
}
fnode.prior.next = fnode.next
fnode.next.prior = fnode.prior
}
list.length--
return
}
}
4、双向链表的查询
4.1、查询是否包含指定值(按值查询)
//双向链表的按值查找
func (list *DuList) LocateElem(v interface{}) bool {
if list.IsNull() {
fmt.Println("err")
return false
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
for fnode.next != nil {
if fnode.data == v {
return true
}
fnode = fnode.next
}
if fnode.data == v { //由于go语言不含while语句，且此时已经到达链尾，需要对链尾元素做以此判断
return true
}
return false
}
}
4.2、查询指定位置的值
//双向链表的取值
func (list *DuList) GetElem(index int) int {
if index <= 0 || index > list.length {
return 0
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
for j := 1; j < index; j++ {
if fnode.next != nil {
fnode = fnode.next
}
}
return fnode.data.(int)
}
}
4.3、遍历双向链表
func (list *DuList) ShowList() {
if !list.IsNull() {
cur := list.headNode.next
for {
fmt.Printf("\t%v", cur.data)
if cur.next != nil {
cur = cur.next
} else {
break
}
}
fmt.Printf("\n")
}
}
5、完整代码及结果展示
package main
import "fmt"
//定义单链表结构体
type DuLNode struct {
data interface{} //数据域
prior *DuLNode //指针域 -> 指向直接前驱
next *DuLNode //指针域 -> 指向直接后继
}
type DuList struct {
length int //储存链表的长度
headNode *DuLNode
}
// type Method interface {
// IsNull() bool //1、判断是否为空
// GetLength() int //2、获取链表长度
// InsertElem(i int, v interface{}) //3、在指定位置添加元素
// AddElem(v interface{}) //4、在头部插入元素
// AppendElem(v interface{}) //5、在尾部插入元素
// DeleteElem(i int) //6、删除指定位置元素
// RemoveElem(v interface{}) //7、删除指定值的元素
// ContaineElem(v interface{}) bool //8、是否包含指定值的元素
// LocateElem(i int) interface{} //9、查找指定位置元素的值
// ShowList() //10、遍历链表所有结点
// }
func InitDuList() *DuList {
//即构造一个空的双向链表L(包含头指针)
node := new(DuLNode)
L := new(DuList)
L.headNode = node
return L
}
//双向链表的取值
func (list *DuList) GetElem(index int) int {
if index <= 0 || index > list.length {
return 0
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
for j := 1; j < index; j++ {
if fnode.next != nil {
fnode = fnode.next
}
}
return fnode.data.(int)
}
}
//双向链表的按值查找
func (list *DuList) LocateElem(v interface{}) bool {
if list.IsNull() {
fmt.Println("err")
return false
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
for fnode.next != nil {
if fnode.data == v {
return true
}
fnode = fnode.next
}
if fnode.data == v { //由于go语言不含while语句，且此时已经到达链尾，需要对链尾元素做以此判断
return true
}
return false
}
}
//双向链表的插入(均为前插)
func (list *DuList) InsertElem(index int, v interface{}) {
if index <= 0 || index > list.length {
fmt.Println("err")
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
node := &DuLNode{data: v}
if index == 1 { //处理向第一位插入
node.next = head.next
node.prior = head
head.next = node
} else {
for count := 1; count < index; count++ {
fnode = fnode.next
}
fnode.prior.next = node
node.prior = fnode.prior
node.next = fnode
}
list.length++
}
}
//按位移除元素
func (list *DuList) DeleteElem(index int) {
if index <= 0 || index > list.length {
fmt.Println("删除位置不合理")
return
} else {
head := list.headNode
fnode := head.next
if index == 1 {
fnode.next.prior = head
head.next = fnode.next
} else {
for count := 0; count < index-1; count++ {
fnode = fnode.next
}
if index == list.length { //处理最后一位元素
fnode.prior.next = nil
fnode.prior = nil
list.length--
return
}
fnode.prior.next = fnode.next
fnode.next.prior = fnode.prior
}
list.length--
return
}
}
//按值移除元素
func (list *DuList) RemoveElem(v interface{}) {
head := list.headNode
fnode := head.next
if fnode.data == v { //处理移除的元素是第一个
fnode.next.prior = head
head.next = fnode.next
list.length--
return
} else {
for fnode.next != nil { //处理中段
if fnode.data == v {
fnode.prior.next = fnode.next
fnode.next.prior = fnode.prior
list.length--
return
} else {
fnode = fnode.next
}
}
if fnode.next == nil && fnode.data == v { //处理最后一个元素，
由于go语言不含while语句，且此时已经到达链尾，需要对链尾元素做以此判断
fnode.prior.next = nil
fnode.prior = nil
list.length--
return
}
fmt.Println("fail")
return
}
}
//这个非空判断也可以判断list.headNode.next == nil
func (list *DuList) IsNull() bool {
if list.length == 0 {
return true
} else {
return false
}
}
//从头部添加元素
func (list *DuList) AddElem(v interface{}) {
node := &DuLNode{data: v}
head := list.headNode
if list.IsNull() { //处理空表的插入
head.next = node
node.prior = head
} else {
fnode := head.next
head.next = node
node.prior = head
node.next = fnode
fnode.prior = node
}
list.length++
return
}
func (list *DuList) AppendElem(v interface{}) {
node := &DuLNode{data: v}
head := list.headNode
if list.IsNull() {
head.next = node
node.prior = head
} else {
lnode := head.next
for lnode.next != nil {
lnode = lnode.next
}
lnode.next = node
node.prior = lnode
}
list.length++
return
}
func (list *DuList) ShowList() {
if !list.IsNull() {
cur := list.headNode.next
for {
fmt.Printf("\t%v", cur.data)
if cur.next != nil {
cur = cur.next
} else {
break
}
}
fmt.Printf("\n")
}
}
func main() {
L := InitDuList()
msg := []int{12, 5, 3, 8, 55, 13}
for i := range msg {
L.AppendElem(msg[i])
}
L.ShowList()
L.RemoveElem(13)
L.ShowList()
L.DeleteElem(5)
L.ShowList()
L.InsertElem(2, 10)
L.ShowList()
fmt.Println(L.LocateElem(8))
fmt.Println(L.GetElem(5))
}
//结果展示
12 5 3 8 55 13
12 5 3 8 55
12 5 3 8
12 10 5 3 8
true
8
6、总结
- 在实现单链表时没有为链表设置一个空的头结点，本次为其添加了一个空的头结点，确实是会方便很多，对线性表有了更加清晰的了解。
- go语言的循环语句只有if-else和for循环语句，导致在进行迭代时无法对最后一位元素进行操作，目前的解决办法是在进行最后一次循环结束后，再进行一次单独的判断。在学习go的do-while循环后，更新博客。
- 参考博客
- [go实现do-while循环](2 patterns for a do-while loop in Go · YourBasic Go
) - Go中的while
- [go实现do-while循环](2 patterns for a do-while loop in Go · YourBasic Go