Go-23 列表的使用

超、凢脫俗 2023-05-29 15:27 3阅读 0赞

列表是一种非连续的存储容器，由多个节点组成，节点通过一些变量记录彼此之间的关系，列表有多种实现方法，如单链表、双链表等。  
  
列表的原理可以这样理解：假设 A、B、C 三个人都有电话号码，如果 A 把号码告诉给 B，B 把号码告诉给 C，这个过程就建立了一个单链表结构，如下图所示。

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图：三人单向通知电话号码形成单链表结构

如果在这个基础上，再从 C 开始将自己的号码告诉给自己所知道号码的主人，这样就形成了双链表结构，如下图所示。  
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图：三人相互通知电话号码形成双链表结构

那么如果需要获得所有人的号码，只需要从 A 或者 C 开始，要求他们将自己的号码发出来，然后再通知下一个人如此循环，这样就构成了一个列表遍历的过程。  
  
如果 B 换号码了，他需要通知 A 和 C，将自己的号码移除，这个过程就是列表元素的删除操作，如下图所示。

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图：从双链表中删除一人的电话号码

在Go语言中，列表使用 container/list 包来实现，内部的实现原理是双链表，列表能够高效地进行任意位置的元素插入和删除操作。

# 初始化列表 #

list 的初始化有两种方法：分别是使用 New() 函数和 var 关键字声明，两种方法的初始化效果都是一致的。  
  
1) 通过 container/list 包的 New() 函数初始化 list

变量名 := list.New()

2) 通过 var 关键字声明初始化 list

var 变量名 list.List

列表与切片和 map 不同的是，列表并没有具体元素类型的限制，因此，列表的元素可以是任意类型，这既带来了便利，也引来一些问题，例如给列表中放入了一个 interface\{\} 类型的值，取出值后，如果要将 interface\{\} 转换为其他类型将会发生宕机。

# 在列表中插入元素 #

双链表支持从队列前方或后方插入元素，分别对应的方法是 PushFront 和 PushBack。

**提示：**

这两个方法都会返回一个 \*list.Element 结构，如果在以后的使用中需要删除插入的元素，则只能通过 \*list.Element 配合 Remove() 方法进行删除，这种方法可以让删除更加效率化，同时也是双链表特性之一。  
  
下面代码展示如何给 list 添加元素：

l := list.New()
    
    l.PushBack("fist")
    l.PushFront(67)

代码说明如下：

*  第 1 行，创建一个列表实例。
 *  第 3 行，将 fist 字符串插入到列表的尾部，此时列表是空的，插入后只有一个元素。
 *  第 4 行，将数值 67 放入列表，此时，列表中已经存在 fist 元素，67 这个元素将被放在 fist 的前面。

列表插入元素的方法如下表所示。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>方 &nbsp;法</th> 
   <th>功 &nbsp;能</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>InsertAfter(v interface {}, mark * Element) * Element</td> 
   <td>在 mark 点之后插入元素，mark 点由其他插入函数提供</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>InsertBefore(v interface&nbsp;{}, mark * Element) *Element</td> 
   <td>在 mark 点之前插入元素，mark 点由其他插入函数提供</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PushBackList(other *List)</td> 
   <td>添加 other 列表元素到尾部</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PushFrontList(other *List)</td> 
   <td>添加 other 列表元素到头部</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 从列表中删除元素 #

列表插入函数的返回值会提供一个 \*list.Element 结构，这个结构记录着列表元素的值以及与其他节点之间的关系等信息，从列表中删除元素时，需要用到这个结构进行快速删除。  
  
列表操作元素：

package main
    
    import "container/list"
    
    func main() {
        l := list.New()
    
        // 尾部添加
        l.PushBack("canon")
    
        // 头部添加
        l.PushFront(67)
    
        // 尾部添加后保存元素句柄
        element := l.PushBack("fist")
    
        // 在fist之后添加high
        l.InsertAfter("high", element)
    
        // 在fist之前添加noon
        l.InsertBefore("noon", element)
    
        // 使用
        l.Remove(element)
    }

代码说明如下：  
第 6 行，创建列表实例。  
第 9 行，将字符串 canon 插入到列表的尾部。  
第 12 行，将数值 67 添加到列表的头部。  
第 15 行，将字符串 fist 插入到列表的尾部，并将这个元素的内部结构保存到 element 变量中。  
第 18 行，使用 element 变量，在 element 的位置后面插入 high 字符串。  
第 21 行，使用 element 变量，在 element 的位置前面插入 noon 字符串。  
第 24 行，移除 element 变量对应的元素。  
  
下表中展示了每次操作后列表的实际元素情况。

<table>  列表元素操作的过程  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>操作内容</th> 
   <th>列表元素</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>l.PushBack("canon")</td> 
   <td>canon</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>l.PushFront(67)</td> 
   <td>67,&nbsp;canon</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>element := l.PushBack("fist")</td> 
   <td>67, canon, fist</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>l.InsertAfter("high", element)</td> 
   <td>67, canon, fist, high</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>l.InsertBefore("noon", element)</td> 
   <td>67, canon, noon, fist, high</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>l.Remove(element)</td> 
   <td>67, canon, noon, high</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 遍历列表——访问列表的每一个元素 #

遍历双链表需要配合 Front() 函数获取头元素，遍历时只要元素不为空就可以继续进行，每一次遍历都会调用元素的 Next() 函数，代码如下所示。

l := list.New()
    
    // 尾部添加
    l.PushBack("canon")
    
    // 头部添加
    l.PushFront(67)
    
    for i := l.Front(); i != nil; i = i.Next() {
        fmt.Println(i.Value)
    }

代码输出如下：

67
    canon

代码说明如下：

*  第 1 行，创建一个列表实例。
 *  第 4 行，将 canon 放入列表尾部。
 *  第 7 行，在队列头部放入 67。
 *  第 9 行，使用 for 语句进行遍历，其中 i:=l.Front() 表示初始赋值，只会在一开始执行一次，每次循环会进行一次 i != nil 语句判断，如果返回 false，表示退出循环，反之则会执行 i = i.Next()。
 *  第 10 行，使用遍历返回的 \*list.Element 的 Value 成员取得放入列表时的原值。

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