Go标准库：container/list
原创 孟斯特 孟斯特 2024-07-03 16:03 北京 听全文在Go语言的标准库中，container/list包提供了一个双向链表的实现，这对于需要频繁插入和删除操作的场景非常有用。双向链表是一种线性数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。下面我们将详细介绍如何使用container/list包，以及它的内部实现和常见操作。
导入包
首先，我们需要导入container/list包：
import "container/list"初始化链表
我们可以通过调用list.New()函数或者直接声明一个list.List类型的变量来初始化一个链表：
// 方法一：使用list.New()函数
l := list.New()
// 方法二：直接声明一个list.List变量
var l list.List基本操作
添加元素
container/list包提供了多种方法来向链表中添加元素：
-
•
PushFront(v interface{}) *Element：在链表的头部插入一个元素，返回该元素的指针。 -
•
PushBack(v interface{}) *Element：在链表的尾部插入一个元素，返回该元素的指针。 -
•
InsertBefore(v interface{}, mark *Element) *Element：在指定元素之前插入一个新元素。 -
•
InsertAfter(v interface{}, mark *Element) *Element：在指定元素之后插入一个新元素。
l := list.New()
l.PushBack("Go")
l.PushFront(42)
e := l.PushBack(3.14)
l.InsertBefore("before", e)
l.InsertAfter("after", e)删除元素
可以使用Remove方法删除链表中的元素，Remove方法接受一个指向链表元素的指针，删除该元素并返回其值：
l := list.New()
e := l.PushBack("to be removed")
l.Remove(e)遍历链表
可以使用Front()和Back()方法获取链表的第一个和最后一个元素，然后通过元素的Next()和Prev()方法进行遍历：
// 从前向后遍历
for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
fmt.Println(e.Value)
}
// 从后向前遍历
for e := l.Back(); e != nil; e = e.Prev() {
fmt.Println(e.Value)
}链表的特性
-
• 双向链表：每个节点有两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。
-
• O(1)时间复杂度的插入和删除：链表的插入和删除操作都只需要调整指针，因此效率很高。
-
• 遍历效率较低：由于链表节点不连续存储，无法利用CPU缓存，遍历效率相对于数组较低。
常见应用场景
-
1. 需要频繁插入和删除操作的场景：由于链表插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，在需要频繁进行这些操作时，链表表现优异。
-
2. 实现LRU缓存：链表和哈希表的结合可以高效实现LRU（最近最少使用）缓存。
-
3. 队列和双端队列：链表可以方便地实现FIFO队列和双端队列。
示例：实现一个简单的LRU缓存
下面是一个使用container/list和map实现的简单LRU缓存的例子：
package main
import(
"container/list"
"fmt"
)
typeLRUCachestruct{
capacity int
list *list.List
cache map[int]*list.Element
}
type entry struct{
key int
value int
}
func NewLRUCache(capacity int)*LRUCache{
return&LRUCache{
capacity: capacity,
list: list.New(),
cache:make(map[int]*list.Element),
}
}
func (c *LRUCache)Get(key int)(int,bool){
if e, ok = c.cache[key]; ok {
c.list.MoveToFront(e)
return e.Value.(*entry).value,true
}
return-1,false
}
func (c *LRUCache)Put(key, value int){
if e, ok = c.cache[key]; ok {
c.list.MoveToFront(e)
e.Value.(*entry).value = value
}else{
if c.list.Len()== c.capacity {
back := c.list.Back()
c.list.Remove(back)
delete(c.cache, back.Value.(*entry).key)
}
e :=&entry{key, value}
listElement := c.list.PushFront(e)
c.cache[key]= listElement
}
}
func main(){
cache :=NewLRUCache(2)
cache.Put(1,1)
cache.Put(2,2)
fmt.Println(cache.Get(1))// 返回1
cache.Put(3,3)
fmt.Println(cache.Get(2))// 返回-1 (未找到)
cache.Put(4,4)
fmt.Println(cache.Get(1))// 返回-1 (未找到)
fmt.Println(cache.Get(3))// 返回3
fmt.Println(cache.Get(4))// 返回4
}声明：本作品采用署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际 (CC BY-NC-SA 4.0)[1]进行许可，使用时请注明出处。
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[1] 署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际 (CC BY-NC-SA 4.0): https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.zh[2] mengbin: [email protected][3] mengbin: https://mengbin.top[4] mengbin92: https://mengbin92.github.io/[5] 恋水无意: https://www.cnblogs.com/lianshuiwuyi/[6] 孟斯特: https://cloud.tencent.com/developer/user/6649301
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标签：元素,container,int,cache,list,链表,Go From： https://www.cnblogs.com/cheyunhua/p/18282289