一、什么是双向链表
和单链表比较,双向链表的元素不但知道自己的下线,还知道自己的上线(越来越像传销组织了)。小煤车开起来,图里面可以看出,每个车厢除了一个指向后面车厢的箭头外,还有一个指向前面车厢的箭头(车头、车尾除外)。车头只有指向后面车厢的箭头,车尾只有指向前面车厢的箭头。
二、双向链表与Go的对应结构
1、节点
我们先把车厢分解开来。每节车厢都由煤炭、车体、拉前车厢绳索、拉后车厢绳索这4部分组成。车体是我们的运输工具,在Go语言里我们用结构提DNode表示;煤炭代表运的货物,用data变量表示;拉前车厢绳索和拉后车厢绳索我们分别用指针prev和next表示。这样一节车厢,用Go语言描述如下:
type DNode struct { data Object prev *DNode next *DNode }
2、双向链表
一个运煤车队就是一个双向链表。车队要有车头、车厢、车尾,作为车队的负责人还得知道车队有多长。在Go语言里,车队用结构体DList表示,车头用head变量表示,车位用tail变量表示,车队长度就用size来表示,把这些表示合起来:
type DList struct { size uint64 head *DNode tail *DNode }
结构讲完了,下面讲讲如何增加、减少车厢,也就是双向链表的接口。
三、接口说明及实现
接口主要分为这几类。一个是双向链表本身的,还有一类是节点的。链表本身的还分为公开和私有两种。下面我们就详细聊聊这些接口。
1、初始化链表Init
双向链表的初始化,可以理解成大卫哥准备买一个车队准备运煤。第一步,得获得国家有关部门的批准,有了批准大卫哥就可以买车厢运煤了。但是,批准下来的时候,大卫哥的车队啥都没有,没有车头、车尾,连一节车厢也没有。Go语言代码实现:
func (dList *DList) Init() { _dList := *(dList) _dList.size = 0 // 没车厢 _dList.head = nil // 没车头 _dList.tail = nil // 没车尾 }
2、新增数据Append
大卫哥新买了车厢,买好的车厢要挂到车队后面。第一节车厢就是车头。
func (dList *DList) Append(data Object) { newNode := new(DNode) (*newNode).data = data if (*dList).GetSize() == 0 { // 买个车头 (*dList).head = newNode (*dList).tail = newNode (*newNode).prev = nil (*newNode).next = nil } else { // 挂在车队尾部 (*newNode).prev = (*dList).tail (*newNode).next = nil (*((*dList).tail)).next = newNode (*dList).tail = newNode } (*dList).size++; }
3、在节点后面插入数据InsertNext
有时候,车厢不是放在车队尾巴,而是要放在中间,比如都是运苹果的车厢最好放一起。
func (dList *DList) InsertNext(elmt *DNode, data Object) bool { if elmt == nil { // apend return false } if dList.isTail(elmt) { // 恰好在车队尾巴 dList.Append(data) } else { newNode := new(DNode) (*newNode).data = data (*newNode).prev = elmt (*newNode).next = (*elmt).next (*elmt).next = newNode (*((*newNode).next)).prev = newNode (*dList).size++; } return true }
5、在节点前面插入数据InsertPrev
在节点前面插入数据,可以理解为在当前节点前一个节点的后面插入数据。
func (dList *DList) InsertPrev(elmt *DNode, data Object) bool { if elmt == nil { return false } if dList.isHead(elmt) { // 如果是新增一个车头就特殊处理 newNode := new(DNode) (*newNode).data = data (*newNode).next = dList.GetHead() (*newNode).prev = nil (*(dList.head)).prev = newNode dList.head = newNode dList.size++ return true } else { prev := (*elmt).prev return dList.InsertNext(prev, data) } }
这里的isHead就是判断节点是否是车头,后面大卫哥会介绍。
6、删除一个节点Remove
有些车厢出现问题需要维修,就要把它从车队里卸下来。
func (dList *DList) Remove(elmt *DNode) Object { if elmt == nil { return false } prev := (*elmt).prev next := (*elmt).next if dList.isHead(elmt) { dList.head = next } else { (*prev).next = next } if dList.isTail(elmt) { dList.tail = prev } else { (*next).prev = prev } dList.size-- return (*elmt).GetData() }
卸下来后,车厢里的数据还是要保留的。
7、查找指定数据所在的节点Search
比如说,要找到苹果在哪节车厢。就要用到查找功能了。
func (dList *DList) Search(data Object, yourMatch ...MatchFun) *DNode { if dList.GetSize() == 0 { return nil } match := defaultMatch if len(yourMatch) > 0 { match = yourMatch[0] } node := dList.GetHead() for ; node != nil; node = node.GetNext() { if match(node.GetData(), data) == 0 { break } } return node }
match是匹配函数,定义如下:
type MatchFun func (data1 Object, data2 Object) int
如果data1和data2相等就返回0,data1大于data2就返回正数,小于就返回负数。
8、获取链表长度GetSize
func (dList *DList) GetSize() uint64 { return (*dList).size }
9、获取头部节点GetHead
func (dList *DList) GetHead() *DNode { return (*dList).head }
10、获取尾部节点GetTail
func (dList *DList) GetTail() *DNode { return (*dList).tail }
11、节点是否是头部节点isHead
func (dList *DList) isHead(elmt *DNode) bool { return dList.GetHead() == elmt }
12、节点是否是列表尾部isTail
func (dList *DList) isTail(elmt *DNode) bool { return dList.GetTail() == elmt }
13、获取节点内数据GetData
func (dNode *DNode) GetData() Object { return (*dNode).data }
这个是节点的方法,不是链表的。用来获取车厢内装的是什么。
14、获取下一个节点GetNext
func (dNode *DNode) GetNext() *DNode { return (*dNode).next }
这个也是节点的方法,帮助车厢找到下一节车厢。
15、获取前一个节点GetPrev
func (dNode *DNode) GetPrev() *DNode { return (*dNode).prev }
这里同样是节点的方法。用来找到上一节车厢。
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