原本打算用Go實現Java中常見的集合,簡單實現ArrayList后,之后翻官網的package,發現了
container/list
,發現其實現十分的簡潔,所以學習記錄如下:
List實現準備工作
如果想實現一個list,首先想到解決問題:
- 數據類型怎么處理?
- Go中有沒有像Java中Object似的,萬能的數據類型呢?
多虧Go中存在interface{}
這樣萬能的數據類型,問題就迎刃而解啦!
來看看我的ArrayList
實現設計:
type ArrayList struct {
size int32
data []interface{}
}
我利用slice
來實現簡單的list
(單向鏈表)操作,再看看官網的實現:
type Element struct {
prev, next *Element
list *List
Value interface{}
}
type List struct {
root Element
len int
}
哈哈,這么一對比,我都有些害羞啦!官網上更面向對象化,把List
中元素抽象成了Element
,Element
并存在自己讀取前后節點的方法。
Element中獲取操作
- 獲取自身的Value
- 獲取前驅節點
- 獲取后繼節點
Go的特點之一就是,其訪問權限用首字母大小寫來區分,Element可以直接獲取其Value,而前后節點則分別提供了方法:
func (e *Element) Next() *Element {
if p := e.next; e.list != nil && p != &e.list.root {
return p
}
return nil
}
func (e *Element) Prev() *Element {
if p := e.prev; e.list != nil && p != &e.list.root {
return p
}
return nil
}
好不好奇,為什么類型是*Element
? 當然是修改其值啦!
指針傳遞對象的引用,而非指針則是對對象的copy,指針使用規則如下:
- 只要需要修改對象的時候,才必須使用指針,它不是Go語言的約束,而是一種自然約束。
- 有時對象很小,用指針傳遞并不劃算
List的初始化
List
通過調用New()
方法來初始化一個list,New()
方法實現如下代碼,Init()
中將root.next
,root.prev
全都指向了root
,這將在為下面的實現做鋪墊
//Init initializes or clears list l
func (l *List) Init() *List {
l.root.next = &l.root // next ---> root
l.root.prev = &l.root // next ---> root
//l.root.list = l //
l.len = 0
return l
}
func New() *List {
//new 申請內存初始化
list := new(List)
return list.Init()
}
執行完上New()
后,會產生一個類似{{0x000001, 0x000001, nil, nil}, 0}對象(0x000001只是個栗子),然而這個地址就是Element.list,保證list中的一致性。
List中的存儲操作
List中的存儲操作方法如下:
- func (l *List) InsertAfter(v interface{}, mark *Element) *Element :在mark元素后添加元素
- func (l *List) InsertBefore(v interface{}, mark *Element) *Element:在mark元素前添加元素
- func (l *List) PushBack(v interface{}) *Element :在list尾添加元素
- func (l *List) PushBackList(other *List):在list尾添加元素列表
- func (l *List) PushFront(v interface{}) *Element :在list頭添加元素
- func (l *List) PushFrontList(other *List):在list頭添加元素列表
如上這些公開的方法都是建立在insert(e, at *Element)和insertValue(v interface{}, at *Element)
方法之上的,代碼如下:
//insert e after at
func (l *List) insert(e, at *Element) *Element {
n := at.next
at.next = e
e.prev = at
e.next = n
n.prev = e
e.list = l
l.len++
fmt.Println("l.root.prev:", l.root.prev, " l.root.next:", l.root.next)
return e
}
func (l *List) insertValue(v interface{}, at *Element) *Element {
//創建新的節點
return l.insert(&Element{Value: v}, at)
}
需要說明的是,insert(e, at *Element)
實現是將e放到at后面啦,這對理解后面的代碼很有幫助。
附上PushBack(v interface{})
流程圖:
由于
PushFront(v interface{})
執行過程與PushBack(v interface{})
相反,所以附上其圖如下,仔細觀察,便知道其區別:
假設上面Element的地址分別為0x001,0x002,0x003,分別將2,3放入列表中.
如上方法實現很簡單,都在建立"insertValue(v interface{}, at *Element)"之上的,所以不在文章中貼代碼啦!
List中的獲取操作
- func (l *List) Back() *Element :獲取最后節點
- func (l *List) Front() *Element:獲取第一個節點
一開始初始化的節點,就是存放頭結點和尾節點指針用的,所以Back()
操作返回其l.root.prev,Front()
操作返回其l.root.next就搞定啦!
List中的刪除操作
然而上述方法內部調用了remove(e *Element)
, 代碼如下:
func (l *List) remove(e *Element) *Element {
e.prev.next = e.next
e.next.prev = e.prev
//avoid memory leaks
e.prev = nil
e.next = nil
e.list = nil
l.len--
return e
}
該方法的作用就是修改需要刪除節點的前驅和后繼節點,最后將其前后節點指針置空,防止內存異常。
List中的移動操作
- func (l *List) MoveAfter(e, mark *Element)
- func (l *List) MoveBefore(e, mark *Element)
- func (l *List) MoveToBack(e *Element)
- func (l *List) MoveToFront(e *Element)
所以移動操作,都是借助insertValue(v interface{}, e *Element)
和remove(e *Element)
方法搞定的,使用的真是巧妙,具體查看源碼吧!
注意:list不是協程安全的。
總體來說,通過翻閱list源碼,掌握了它代碼實現的list存儲結構,更體會到了OOD的思想!(這篇文章,主要就是上面的兩張圖)