目的
在刷算法題中經常遇到關于鏈表的操作，在使用go語言去操作鏈表時不熟悉其實現原理，目的是為了重溫鏈表這一基礎且關鍵的數據結構。
1、鏈表的特點和初始化
1.1、鏈表的特點
用一組任意的存儲單元存儲線性表的數據元素(這組存儲單元可以是連續的，也可以是不連續的)
1.2、結點
結點(node)
- 數據域 => 存儲元素信息
- 指針域 => 存儲結點的直接后繼，也稱作指針或鏈
首元結點 是指鏈表中存儲的第一個數據元素的結點
頭結點 是在首元結點之前附設的一個結點，其指針域指向首元結點(非必須)
頭指針 是指向鏈表中第一個結點的指針
1.3、單鏈表
特點
- 每個結點中只包含一個指針域
- 單鏈表是非隨機存取的存儲結構，要取得第i個數據元素必須從頭指針出發，順鏈進行尋找，也稱為順序存取的存取結構
1.4、單鏈表的常用操作
本文主要實現了單鏈表的以下操作
- 判斷是否為空
- 獲取鏈表長度
- 在頭部插入元素
- 在尾部插入元素
- 刪除指定位置元素
- 刪除指定值的元素
- 查找是否包含指定值
- 查找指定位置元素的值
- 遍歷鏈表所有結點
1.5、單鏈表的初始化
//定義單鏈表結構體
type Node struct {
data interface{} //數據域
next *Node //指針域
}
type List struct {
length int //儲存鏈表的長度
headNode *Node
}
/*單鏈表的初始化
1、生成新結點作為頭結點，用頭指針指向頭結點
2、頭結點的指針域置空
*/
func InitList() *List {
//即構造一個空的單鏈表L(包含頭指針)
node := new(Node)
L := new(List)
L.headNode = node
return L
}
2、單鏈表的插入
先講單鏈表的插入有利于后續相關操作的實現
2.1、在指定位置插入元素
/*單鏈表的插入=>將值為e的新結點插入到表的第i個結點的位置上，即插入到結點a(i-1)與a(i)之間
1、查找結點a(i-1)并由指針p指向該結點
2、生成一個新結點*s
3、將新結點*s的數據域置為e
4、將新結點*s的指針域指向結點a(i)
5、將結點*p的指針域指向新結點*s
*/
func (list *List) InsertElem(index int, v interface{}) {
if index = 0 || index > list.length {
fmt.Println("err")
} else {
pre := list.headNode
node := Node{data: v}
if index == 1 {
node.next = pre
list.headNode = node
} else {
for count := 1; count index-1; count++ {
pre = pre.next
}
node.next = pre.next
pre.next = node
}
list.length--
}
}
2.2、在頭部插入元素
func (list *List) AddElem(v interface{}) {
node := Node{data: v}
if list.IsNull() { //處理空表的插入，否則會導致一個空的頭結點后移
list.headNode = node
list.length++
return
}
node.next = list.headNode
list.headNode = node
list.length++
return
}
2.3、在尾部插入元素
func (list *List) AppendElem(v interface{}) {
node := Node{data: v}
if list.IsNull() {
list.headNode.next = node
} else {
cur := list.headNode
for cur.next != nil {
cur = cur.next
}
cur.next = node
}
list.length++
return
}
3、單鏈表的刪除
3.1、刪除指定值的元素
/*單鏈表的刪除
1、查找結點a(i-1)并由指針p指向該結點
2、臨時保存待刪除結點a(i)的地址在q中，以備釋放
3、將結點*p的指針域指向a(i)的直接后繼結點
4、釋放結點a(i)的空間
*/
func (list *List) DeleteElem(index int) {
if index = 0 || index > list.length {
fmt.Println("刪除位置不合理")
return
} else {
pre := list.headNode
if index == 1 {
list.headNode = pre.next
} else {
pre := list.headNode
for count := 1; count index-1; count++ {
pre = pre.next
}
pre.next = pre.next.next
}
list.length--
}
}
3.2、刪除指定位置的元素
func (list *List) RemoveElem(v interface{}) {
pre := list.headNode
if pre.data == v {
list.headNode = pre.next
fmt.Println("ok")
} else {
for pre.next != nil {
if pre.next.data == v {
pre.next = pre.next.next
fmt.Println("ok")
return
} else {
pre = pre.next
}
}
fmt.Println("fail")
return
}
}
4、單鏈表的查詢
4.1、查找是否包含指定值
/*單鏈表的按值查找
1、用指針p指向首元結點
2、從首元結點開始以此順著鏈域next向下查找，只要指向當前結點的指針p不為空，
并且p所指結點的數據域不等于給定值e，則執行以下操作：p指向下一個結點
3、返回p。若查找成功，p此時即為結點的地址值，若查找失敗，p的值即為NULL。
*/
func (list *List) LocateElem(v interface{}) bool {
if IsNull() {
fmt.Println("err")
} else {
pre := list.headNode
for pre != nil {
if pre.data == v {
return true
}
pre = pre.next
}
return false
}
}
4.2、查找指定位置的值
/*單鏈表的取值
1、用指針P指向首元結點，用j做計數器初值賦為1
2、從首元結點開始依次順著鏈域(指針域)next向下訪問，
只要指向當前結點的指針P不為空，并且沒有達到序號為i的結點，則循環執行以下操作：
2.1、P指向下一個結點
2.2、計數器j相應加1
3、退出循環時，如果指針P為空，或者計數器j大于i，說明指定的序號i值不合法(i大于表長n或i小于等于0)，
取值失敗返回ERROR；否則取值成功，
此時j==i時，P所指的結點就是要找的第i個結點，用參數e保存當前結點的數據域，返回OK
*/
func (list *List) GetElem(index int) int {
if index = 0 || index > list.length {
fmt.Println("err")
return
} else {
pre := list.headNode
for j := 0; j index; j++ {
if pre != nil {
pre = pre.next
}
}
return pre.data
}
}
4.3、遍歷單鏈表
func (list *List) ShowList() {
if !list.IsNull() {
cur := list.headNode
for {
fmt.Printf("\t%v", cur.data)
if cur.next != nil {
cur = cur.next
} else {
break
}
}
}
}
5、完整代碼及結果展示
package main
import "fmt"
//定義單鏈表結構體
type Node struct {
data interface{} //數據域
next *Node //指針域
}
type List struct {
length int //儲存鏈表的長度
headNode *Node
}
/*
type Method interface {
IsNull() bool //1、判斷是否為空
GetLength() int //2、獲取鏈表長度
InsertElem(i int, v interface{}) //3、在指定位置添加元素
AddElem(v interface{}) //4、在頭部插入元素
AppendElem(v interface{}) //5、在尾部插入元素
DeleteElem(i int) //6、刪除指定位置元素
RemoveElem(v interface{}) //7、刪除指定值的元素
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、遍歷鏈表所有結點
}
*/
/*單鏈表的初始化
1、生成新結點作為頭結點，用頭指針指向頭結點
2、頭結點的指針域置空
*/
func InitList() *List {
//即構造一個空的單鏈表L(包含頭指針)
node := new(Node)
L := new(List)
L.headNode = node
return L
}
/*單鏈表的取值
1、用指針P指向首元結點，用j做計數器初值賦為1
2、從首元結點開始依次順著鏈域(指針域)next向下訪問，只要指向當前結點的指針P不為空，
并且沒有達到序號為i的結點，則循環執行以下操作：
2.1、P指向下一個結點
2.2、計數器j相應加1
3、退出循環時，如果指針P為空，或者計數器j大于i，說明指定的序號i值
不合法(i大于表長n或i小于等于0)，取值失敗返回ERROR；否則取值成功，
此時j==i時，P所指的結點就是要找的第i個結點，用參數e保存當前結點的數據域，返回OK
*/
func (list *List) GetElem(index int) int {
if index = 0 || index > list.length {
return 0
} else {
pre := list.headNode
for j := 0; j index-1; j++ {
if pre != nil {
pre = pre.next
}
}
return pre.data.(int)
}
}
/*單鏈表的按值查找
1、用指針p指向首元結點
2、從首元結點開始以此順著鏈域next向下查找，只要指向當前結點的
指針p不為空，并且p所指結點的數據域不等于給定值e，則執行以下操作：
2.1、p指向下一個結點
3、返回p。若查找成功，p此時即為結點的地址值，若查找失敗，p的值即為NULL。
*/
func (list *List) LocateElem(v interface{}) bool {
if list.IsNull() {
fmt.Println("err")
return false
} else {
pre := list.headNode
for pre != nil {
if pre.data == v {
return true
}
pre = pre.next
}
return false
}
}
/*單鏈表的插入=>將值為e的新結點插入到表的第i個結點的位置上，即插入到結點a(i-1)與a(i)之間
1、查找結點a(i-1)并由指針p指向該結點
2、生成一個新結點*s
3、將新結點*s的數據域置為e
4、將新結點*s的指針域指向結點a(i)
5、將結點*p的指針域指向新結點*s
*/
func (list *List) InsertElem(index int, v interface{}) {
if index = 0 || index > list.length {
fmt.Println("err")
} else {
pre := list.headNode
node := Node{data: v}
if index == 1 {
node.next = pre
list.headNode = node
} else {
for count := 1; count index-1; count++ {
pre = pre.next
}
node.next = pre.next
pre.next = node
}
list.length--
}
}
/*單鏈表的刪除
1、查找結點a(i-1)并由指針p指向該結點
2、臨時保存待刪除結點a(i)的地址在q中，以備釋放
3、將結點*p的指針域指向a(i)的直接后繼結點
4、釋放結點a(i)的空間
*/
func (list *List) DeleteElem(index int) {
if index = 0 || index > list.length {
fmt.Println("刪除位置不合理")
return
} else {
pre := list.headNode
if index == 1 {
list.headNode = pre.next
} else {
pre := list.headNode
for count := 1; count index-1; count++ {
pre = pre.next
}
pre.next = pre.next.next
}
list.length--
}
}
func (list *List) RemoveElem(v interface{}) {
pre := list.headNode
if pre.data == v {
list.headNode = pre.next
} else {
for pre.next != nil {
if pre.next.data == v {
pre.next = pre.next.next
return
} else {
pre = pre.next
}
}
fmt.Println("fail")
return
}
}
func (list *List) IsNull() bool {
if list.length == 0 {
return true
} else {
return false
}
}
func (list *List) AddElem(v interface{}) {
node := Node{data: v}
if list.IsNull() { //處理空表的插入，否則會導致一個空的頭結點后移
list.headNode = node
list.length++
return
}
node.next = list.headNode
list.headNode = node
list.length++
return
}
func (list *List) AppendElem(v interface{}) {
node := Node{data: v}
if list.IsNull() {
list.headNode.next = node
} else {
cur := list.headNode
for cur.next != nil {
cur = cur.next
}
cur.next = node
}
list.length++
return
}
func (list *List) ShowList() {
if !list.IsNull() {
cur := list.headNode
for {
fmt.Printf("\t%v", cur.data)
if cur.next != nil {
cur = cur.next
} else {
break
}
}
fmt.Printf("\n")
}
}
func main() {
L := InitList()
msg := []int{12, 5, 3, 8, 55, 13}
for i := range msg {
L.AddElem(msg[i])
}
fmt.Println("---- 添加元素 ----")
L.AppendElem(66)
L.ShowList()
fmt.Println("---- 按位刪除元素 ----")
L.DeleteElem(3)
L.ShowList()
fmt.Println("---- 按值刪除元素 ----")
L.RemoveElem(13)
L.ShowList()
fmt.Println("---- 插入元素 ----")
L.InsertElem(1, 88)
L.ShowList()
fmt.Println("---- 按值尋找元素 ----")
fmt.Println(L.LocateElem(88))
fmt.Println("---- 按位尋找元素 ----")
fmt.Println(L.GetElem(4))
}
結果
---- 添加元素 ----
13 55 8 3 5 12 66
---- 按位刪除元素 ----
13 55 3 5 12 66
---- 按值刪除元素 ----
55 3 5 12 66
---- 插入元素 ----
88 55 3 5 12 66
---- 按值尋找元素 ----
true
---- 按位尋找元素 ----
5
6、總結
本文中除了初始化時為鏈表添加了一個空的頭結點，其他情況下均無頭結點，正如書中所說，為單鏈表添加頭結點會方便很多，對鏈表進行相關操作時，不需要對首元結點做額外的處理，也便于對空表和非空表做統一處理
關于刪除時釋放結點空間及指針回收，我們交由go強大的垃圾回收來完成
參考博客
Golang之單鏈表實現
go語言實現單鏈表
到此這篇關于詳解go語言單鏈表及其常用方法的實現的文章就介紹到這了,更多相關go語言單鏈表內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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