双链表的实现
基本概念
每一个节点都存储上一个和下一个节点的指针
实现思路
创建一个节点结构体
- 每个节点都有上节点指针与下节点指针
- 每个节点都有一个key => value
创建一个链表结构体
- 链表容量大小属性
- 链表大小属性
- 链表锁, 实现并发安全
- 链表头节点
- 链表尾节点
实现链表操作方法
- 添加头部节点操作AppendHead
- 添加尾部节点操作AppendTail
- 追加尾部节点操作Append
- 插入任意节点操作Insert
- 删除任意节点操作Remove
- 删除头部节点操作RemoveHead
- 删除尾部节点操作RemoveTail
- 获取指定位置的节点Get
- 搜索任意节点Search
- 获取链表大小GetSize
- 打印所有节点操作Print
- 反转所有节点操作Reverse
总结
- 学好算法是一个不断积累的过程
- 学习时还需做到知行合一
- 实现时需要多做用例测试.
代码解析
定义节点的结构体
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type DoubleNode struct { Key int //键 Value interface{} //值 Prev *DoubleNode //上一个节点指针 Next *DoubleNode //下一个节点指针 Freq int //频率次数.为了给LFU使用的} |
定义一个双链表的结构体
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//定义一个双链表的结构type DoubleList struct { lock *sync.RWMutex //锁 Capacity uint //最大容量 Size uint //当前容量 Head *DoubleNode //头节点 Tail *DoubleNode //尾部节点} |
初使双链表
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//初使双链表func New(capacity uint) *DoubleList { list := new(DoubleList) list.Capacity = capacity list.lock = new(sync.RWMutex) list.Size = 0 list.Head = nil list.Tail = nil return list} |
添加头部节点
实现思路
- 先判断容量大小
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判断头部是否为空,
- 如果为空则添加新节点
- 如果不为空则更改现有的节点,并添加上
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func (list *DoubleList) AddHead(node *DoubleNode) bool { //判断容量是否为0 if list.Capacity == 0 { return false } list.lock.Lock() defer list.lock.Unlock() //判断头部节点是否为nil if list.Head == nil { list.Head = node list.Tail = node } else { //存在头部节点 list.Head.Prev = node //将旧头部节点上一个节点指向新节点 node.Next = list.Head //新头部节点下一个节点指向旧头部节点 list.Head = node //设置新的头部节点 list.Head.Prev = nil //将新的头部节点上一个节点设置NIL } list.Size++ return true} |
添加尾部元素
实现思路
- 先判断容量大小
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判断尾部是否为空,
- 如果为空则添加新节点
- 如果不为空则更改现有的节点,并添加上
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func (list *DoubleList) AddTail(node *DoubleNode) bool { //判断是否有容量, if list.Capacity == 0 { return false } list.lock.Lock() defer list.lock.Unlock() //判断尾部是否为空 if list.Tail == nil { list.Tail = node list.Head = node } else { //旧的尾部下个节点指向新节点 list.Tail.Next = node //追加新节点时,先将node的上节点指向旧的尾部节点 node.Prev = list.Tail //设置新的尾部节点 list.Tail = node //新的尾部下个节点设置为空 list.Tail.Next = nil } //双链表大小+1 list.Size++ return true} |
添加任意位置元素
实现思路
- 判断容量大小
- 判断链表大小
- 第一种: 如果插入的位置大于当前长度则尾部添加
- 第二种: 如果插入的位置等于0则,头部添加
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第三种: 中间插入节点
- 先取出要插入位置的节点,假调为C节点
- 介于A, C之间, 插入一个B节点
- A的下节点应该是B, 即C的上节点的下节点是B
- B的上节点是C的上节点
- B的下节点是C
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//添加任意位置元素func (list *DoubleList) Insert(index uint, node *DoubleNode) bool { //容量满了 if list.Size == list.Capacity { return false } //如果没有节点 if list.Size == 0 { return list.Append(node) } //如果插入的位置大于当前长度则尾部添加 if index > list.Size { return list.AddTail(node) } //如果插入的位置等于0则,头部添加 if index == 0 { return list.AddHead(node) } //取出要插入位置的节点 nextNode := list.Get(index) list.lock.Lock() defer list.lock.Unlock() //中间插入: //假设已有A, C节点, 现在要插入B节点 // nextNode即是C节点, //A的下节点应该是B, 即C的上节点的下节点是B nextNode.Prev.Next = node //B的上节点是C的上节点 node.Prev = nextNode.Prev //B的下节点是C node.Next = nextNode //C的上节点是B nextNode.Prev = node list.Size++ return true} |
删除头部节点
实现思路
- 判断头部是否为空
- 将头部节点取出来
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判断头部是否有下一个节点
- 没有下一个节点,则说明只有一个节点, 删除本身,无须移动指针位置
- 如果有下一个节点,则头部下一个节点即是头部节点.
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//删除头部节点func (list *DoubleList) RemoveHead() *DoubleNode { //判断头部节点是否为空 if list.Head == nil { return nil } list.lock.Lock() defer list.lock.Unlock() //将头部节点取出来 node := list.Head //判断头部是否有下一个节点 if node.Next != nil { list.Head = node.Next list.Head.Prev = nil } else { //如果没有下一个节点, 说明只有一个节点 list.Head, list.Tail = nil, nil } list.Size-- return node} |
删除尾部节点
实现思路
- 判断尾部节点是否为空
- 取出尾部节点
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判断尾部节点的上一个节点是否存在
- 不存在:则说明只有一个节点, 删除本身,无须移动指针位置
- 如果存在上一个节点,则尾部的上一个节点即是尾部节点.
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//删除尾部节点func (list *DoubleList) RemoveTail() *DoubleNode { //判断尾部节点是否为空 if list.Tail == nil { return nil } list.lock.Lock() defer list.lock.Unlock() //取出尾部节点 node := list.Tail //判断尾部节点的上一个是否存在 if node.Prev != nil { list.Tail = node.Prev list.Tail.Next = nil } list.Size-- return node} |
删除任意元素
实现思路
- 判断是否是头部节点
- 判断是否是尾部节点
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否则为中间节点,需要移动上下节点的指针位置.并实现元素删除
- 将上一个节点的下一节点指针指向下节点
- 将下一个节点的上一节点指针指向上节点
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//删除任意元素func (list *DoubleList) Remove(node *DoubleNode) *DoubleNode { //判断是否是头部节点 if node == list.Head { return list.RemoveHead() } //判断是否是尾部节点 if node == list.Tail { return list.RemoveTail() } list.lock.Lock() defer list.lock.Unlock() //节点为中间节点 //则需要: //将上一个节点的下一节点指针指向下节点 //将下一个节点的上一节点指针指向上节点 node.Prev.Next = node.Next node.Next.Prev = node.Prev list.Size-- return node} |
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原文链接：https://segmentfault.com/a/1190000020042196
