mirror of
https://github.com/hlccd/goSTL.git
synced 2025-01-18 13:59:32 +08:00
新增了stack的实现,保证了线程安全,同时修改了之前文档中出现的注释错误和数值错误问题
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81943674b6
236
goSTL/data_structure/stack/stack.go
Normal file
236
goSTL/data_structure/stack/stack.go
Normal file
@ -0,0 +1,236 @@
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package stack
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//@Title stack
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//@Description
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// stack栈容器包
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// 以动态数组的形式实现,扩容方式同vector
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// 该容器可以在顶部实现线性增减元素
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// 通过interface实现泛型,可接纳不同类型的元素
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// 互斥锁实现并发控制
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import (
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"github.com/hlccd/goSTL/utils/iterator"
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"sync"
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)
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//stack栈结构体
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//包含动态数组和该数组的顶部指针
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//顶部指针指向实际顶部元素的下一位置
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//当删除节点时仅仅需要下移顶部指针一位即可
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//当新增结点时优先利用冗余空间
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//当冗余空间不足时先倍增空间至2^16,超过后每次增加2^16的空间
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//删除结点后如果冗余超过2^16,则释放掉
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//删除后若冗余量超过使用量,也释放掉冗余空间
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type stack struct {
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data []interface{} //用于存储元素的动态数组
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top uint64 //顶部指针
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cap uint64 //动态数组的实际空间
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mutex sync.Mutex //并发控制锁
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}
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//stack栈容器接口
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//存放了stack容器可使用的函数
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//对应函数介绍见下方
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type stacker interface {
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Iterator() (i *Iterator.Iterator) //返回一个包含栈中所有元素的迭代器
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Size() (num uint64) //返回该栈中元素的使用空间大小
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Clear() //清空该栈容器
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Empty() (b bool) //判断该栈容器是否为空
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Push(e interface{}) //将元素e添加到栈顶
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Pop() //弹出栈顶元素
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Top() (e interface{}) //返回栈顶元素
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}
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||||
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//@title New
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//@description
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||||
// 新建一个stack栈容器并返回
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// 初始stack的动态数组容量为1
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||||
// 初始stack的顶部指针置0,容量置1
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//@receiver nil
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//@param nil
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//@return s *stack 新建的stack指针
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||||
func New() (s *stack) {
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return &stack{
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data: make([]interface{}, 1, 1),
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top: 0,
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cap: 1,
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mutex: sync.Mutex{},
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}
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}
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||||
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||||
//@title Iterator
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//@description
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// 以stack栈容器做接收者
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||||
// 将stack栈容器中不使用空间释放掉
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// 返回一个包含容器中所有使用元素的迭代器
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//@receiver s *stack 接受者stack的指针
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//@param nil
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//@return i *iterator.Iterator 新建的Iterator迭代器指针
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func (s *stack) Iterator() (i *Iterator.Iterator) {
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if s == nil {
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||||
s = New()
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}
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s.mutex.Lock()
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if s.data == nil {
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||||
//data不存在,新建一个
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s.data = make([]interface{}, 1, 1)
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||||
s.top = 0
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s.cap = 1
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||||
} else if s.top < s.cap {
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//释放未使用的空间
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tmp := make([]interface{}, s.top, s.top)
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||||
copy(tmp, s.data)
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||||
s.data = tmp
|
||||
}
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||||
//创建迭代器
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i = Iterator.New(&s.data)
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||||
s.mutex.Unlock()
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return i
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}
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//@title Size
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//@description
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||||
// 以stack栈容器做接收者
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||||
// 返回该容器当前含有元素的数量
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//@receiver s *stack 接受者stack的指针
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//@param nil
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//@return num int 容器中实际使用元素所占空间大小
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func (s *stack) Size() (num uint64) {
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||||
if s == nil {
|
||||
s = New()
|
||||
}
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||||
return s.top
|
||||
}
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||||
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||||
//@title Clear
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||||
//@description
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||||
// 以stack栈容器做接收者
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||||
// 将该容器中所承载的元素清空
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// 将该容器的尾指针置0
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//@receiver s *stack 接受者stack的指针
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//@param nil
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//@return nil
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||||
func (s *stack) Clear() {
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||||
if s == nil {
|
||||
s = New()
|
||||
}
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||||
s.mutex.Lock()
|
||||
s.data = make([]interface{}, 0, 0)
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||||
s.top = 0
|
||||
s.cap = 1
|
||||
s.mutex.Unlock()
|
||||
}
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//@title Empty
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//@description
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||||
// 以stack栈容器做接收者
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||||
// 判断该stack栈容器是否含有元素
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// 如果含有元素则不为空,返回false
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// 如果不含有元素则说明为空,返回true
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||||
// 如果容器不存在,返回true
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// 该判断过程通过顶部指针数值进行判断
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// 当顶部指针数值为0时说明不含有元素
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||||
// 当顶部指针数值大于0时说明含有元素
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||||
//@receiver s *stack 接受者stack的指针
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//@param nil
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||||
//@return b bool 该容器是空的吗?
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||||
func (s *stack) Empty() (b bool) {
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||||
if s == nil {
|
||||
return true
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||||
}
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||||
return s.Size() == 0
|
||||
}
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||||
//@title Push
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//@description
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// 以stack栈容器做接收者
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// 在容器顶部插入元素
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||||
// 若存储冗余空间,则在顶部指针位插入元素,随后上移顶部指针
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||||
// 否则进行扩容,扩容后获得冗余空间重复上一步即可。
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||||
//@receiver s *stack 接受者stack的指针
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||||
//@param e interface{} 待插入顶部的元素
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//@return nil
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||||
func (s *stack) Push(e interface{}) {
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||||
if s == nil {
|
||||
s = New()
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||||
}
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||||
s.mutex.Lock()
|
||||
if s.top < s.cap {
|
||||
//还有冗余,直接添加
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||||
s.data[s.top] = e
|
||||
} else {
|
||||
//冗余不足,需要扩容
|
||||
if s.cap <= 65536 {
|
||||
//容量翻倍
|
||||
if s.cap == 0 {
|
||||
s.cap = 1
|
||||
}
|
||||
s.cap *= 2
|
||||
} else {
|
||||
//容量增加2^16
|
||||
s.cap += 65536
|
||||
}
|
||||
//复制扩容前的元素
|
||||
tmp := make([]interface{}, s.cap, s.cap)
|
||||
copy(tmp, s.data)
|
||||
s.data = tmp
|
||||
s.data[s.top] = e
|
||||
}
|
||||
s.top++
|
||||
s.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
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||||
//@title Pop
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||||
//@description
|
||||
// 以stack栈容器做接收者
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||||
// 弹出容器顶部元素,同时顶部指针下移一位
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||||
// 当顶部指针小于容器切片实际使用空间的一半时,重新分配空间释放未使用部分
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||||
// 若容器为空,则不进行弹出
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||||
//@receiver s *stack 接受者stack的指针
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||||
//@param nil
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||||
//@return nil
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||||
func (s *stack) Pop() {
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||||
if s == nil {
|
||||
s = New()
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
if s.Empty() {
|
||||
return
|
||||
}
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||||
s.mutex.Lock()
|
||||
s.top--
|
||||
if s.cap-s.top >= 65536 {
|
||||
//容量和实际使用差值超过2^16时,容量直接减去2^16
|
||||
s.cap -= 65536
|
||||
tmp := make([]interface{}, s.cap, s.cap)
|
||||
copy(tmp, s.data)
|
||||
s.data = tmp
|
||||
} else if s.top*2 < s.cap {
|
||||
//实际使用长度是容量的一半时,进行折半缩容
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||||
s.cap /= 2
|
||||
tmp := make([]interface{}, s.cap, s.cap)
|
||||
copy(tmp, s.data)
|
||||
s.data = tmp
|
||||
}
|
||||
s.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Top
|
||||
//@description
|
||||
// 以stack栈容器做接收者
|
||||
// 返回该容器的顶部元素
|
||||
// 若该容器当前为空,则返回nil
|
||||
//@receiver s *stack 接受者stack的指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return e interface{} 容器的顶部元素
|
||||
func (s *stack) Top() (e interface{}) {
|
||||
if s == nil {
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
if s.Empty() {
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
s.mutex.Lock()
|
||||
e = s.data[s.top-1]
|
||||
s.mutex.Unlock()
|
||||
return e
|
||||
}
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@ -17,7 +17,7 @@ import (
|
||||
)
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||||
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||||
//vector向量结构体
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||||
//包含泛型切片和该切片的尾指针
|
||||
//包含动态数组和该数组的尾下标
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||||
//当删除节点时仅仅需要长度-1即可
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||||
//当剩余长度较小时会采取缩容策略释放空间
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||||
//当添加节点时若未占满全部已分配空间则长度+1同时进行覆盖存放
|
||||
@ -206,7 +206,7 @@ func (v *vector) PushBack(e interface{}) {
|
||||
v.data[v.len] = e
|
||||
} else {
|
||||
//冗余不足,需要扩容
|
||||
if v.cap <= 2^16 {
|
||||
if v.cap <= 65536 {
|
||||
//容量翻倍
|
||||
if v.cap == 0 {
|
||||
v.cap = 1
|
||||
@ -214,7 +214,7 @@ func (v *vector) PushBack(e interface{}) {
|
||||
v.cap *= 2
|
||||
} else {
|
||||
//容量增加2^16
|
||||
v.cap += 2 ^ 16
|
||||
v.cap += 65536
|
||||
}
|
||||
//复制扩容前的元素
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
@ -248,7 +248,7 @@ func (v *vector) PopBack() {
|
||||
v.len--
|
||||
if v.cap-v.len >= 65536 {
|
||||
//容量和实际使用差值超过2^16时,容量直接减去2^16
|
||||
v.cap -= 2 ^ 16
|
||||
v.cap -= 65536
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
@ -291,7 +291,7 @@ func (v *vector) Insert(idx uint64, e interface{}) {
|
||||
v.cap *= 2
|
||||
} else {
|
||||
//容量增加2^16
|
||||
v.cap += 2 ^ 16
|
||||
v.cap += 65536
|
||||
}
|
||||
//复制扩容前的元素
|
||||
tmp = make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
@ -334,7 +334,7 @@ func (v *vector) Erase(idx uint64) {
|
||||
v.len--
|
||||
if v.cap-v.len >= 65536 {
|
||||
//容量和实际使用差值超过2^16时,容量直接减去2^16
|
||||
v.cap -= 2 ^ 16
|
||||
v.cap -= 65536
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
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