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https://github.com/hlccd/goSTL.git
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hlccd
GitHub
272
data_structure/deque/deque.go
Normal file
272
data_structure/deque/deque.go
Normal file
@@ -0,0 +1,272 @@
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||||
package deque
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||||
|
||||
//@Title deque
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||||
//@Description
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||||
// deque双队列容器包
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// 区别于queue的动态数组实现方式,deque采取将数组和链表相结合的方案
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||||
// 该容器既可以在首部增删元素,也可以在尾部增删元素
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// deque在扩容和缩容时,都是固定增加2^10的空间,同时这一部分空间形成链表节点,并串成链表去保存
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||||
// 可接纳不同类型的元素
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// 通过并发控制锁保证了在高并发过程中的数据一致性
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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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//deque双向队列结构体
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//包含链表的头尾节点指针
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//当删除节点时通过头尾节点指针进入链表进行删除
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//当一个节点全部被删除后则释放该节点,同时首尾节点做相应调整
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//当添加节点时若未占满节点空间时移动下标并做覆盖即可
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//当添加节点时空间已使用完毕时,根据添加位置新建一个新节点补充上去
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type Deque struct {
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||||
first *node //链表首节点指针
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||||
last *node //链表尾节点指针
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size uint64 //当前存储的元素个数
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||||
mutex sync.Mutex //并发控制锁
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}
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||||
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||||
//deque双向队列容器接口
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//存放了deque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 dequer interface {
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Iterator() (i *Iterator.Iterator) //返回包含双向队列中所有元素的迭代器
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Size() (size uint64) //返回该双向队列中元素的使用空间大小
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Clear() //清空该双向队列
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||||
Empty() (b bool) //判断该双向队列是否为空
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||||
PushFront(e interface{}) //将元素e添加到该双向队列的首部
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||||
PushBack(e interface{}) //将元素e添加到该双向队列的尾部
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||||
PopFront() (e interface{}) //将该双向队列首元素弹出
|
||||
PopBack() (e interface{}) //将该双向队列首元素弹出
|
||||
Front() (e interface{}) //获取该双向队列首部元素
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||||
Back() (e interface{}) //获取该双向队列尾部元素
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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deque双向队列容器并返回
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||||
// 初始deque双向队列的链表首尾节点为nil
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// 初始size为0
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||||
//@receiver nil
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||||
//@param nil
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||||
//@return d *Deque 新建的deque指针
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||||
func New() *Deque {
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return &Deque{
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first: nil,
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||||
last: nil,
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||||
size: 0,
|
||||
mutex: sync.Mutex{},
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
//@title Iterator
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||||
//@description
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// 以deque双向队列容器做接收者
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||||
// 将deque双向队列容器中所承载的元素放入迭代器中
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// 节点的冗余空间不释放
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//@receiver d *Deque 接收者的deque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 (d *Deque) Iterator() (i *Iterator.Iterator) {
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||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
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||||
tmp := make([]interface{}, 0, d.size)
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||||
//遍历链表的所有节点,将其中承载的元素全部复制出来
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||||
for m := d.first; m != nil; m = m.nextNode() {
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||||
tmp = append(tmp, m.value()...)
|
||||
}
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||||
return Iterator.New(&tmp)
|
||||
}
|
||||
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||||
//@title Size
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//@description
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// 以deque双向队列容器做接收者
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// 返回该容器当前含有元素的数量
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||||
// 该长度并非实际占用空间数量
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||||
// 若容器为空则返回0
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||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param nil
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||||
//@return size uint64 容器中实际使用元素所占空间大小
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||||
func (d *Deque) Size() (size uint64) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
return d.size
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Clear
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||||
//@description
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||||
// 以deque双向队列容器做接收者
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||||
// 将该容器中所承载的元素清空
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// 将该容器的首尾指针均置nil,将size重置为0
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||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param nil
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||||
//@return nil
|
||||
func (d *Deque) Clear() {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
return
|
||||
}
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||||
d.mutex.Lock()
|
||||
d.first = nil
|
||||
d.last = nil
|
||||
d.size = 0
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||||
d.mutex.Unlock()
|
||||
}
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||||
//@title Empty
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||||
//@description
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||||
// 以deque双向队列容器做接收者
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||||
// 判断该deque双向队列容器是否含有元素
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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size进行判断,为0则为true,否则为false
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||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param nil
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||||
//@return b bool 该容器是空的吗?
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||||
func (d *Deque) Empty() (b bool) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
return d.Size() == 0
|
||||
}
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||||
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||||
//@title PushFront
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||||
//@description
|
||||
// 以deque双向队列向量容器做接收者
|
||||
// 在容器首部插入元素
|
||||
// 通过链表首节点进行添加
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||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param e interface{} 待插入元素
|
||||
//@return nil
|
||||
func (d *Deque) PushFront(e interface{}) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
d.mutex.Lock()
|
||||
d.size++
|
||||
//通过首节点进行添加
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||||
if d.first == nil {
|
||||
d.first = createFirst()
|
||||
d.last = d.first
|
||||
}
|
||||
d.first = d.first.pushFront(e)
|
||||
d.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title PushBack
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||||
//@description
|
||||
// 以deque双向队列向量容器做接收者
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||||
// 在容器尾部插入元素
|
||||
// 通过链表尾节点进行添加
|
||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param e interface{} 待插入元素
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||||
//@return nil
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||||
func (d *Deque) PushBack(e interface{}) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
d.mutex.Lock()
|
||||
d.size++
|
||||
//通过尾节点进行添加
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||||
if d.last == nil {
|
||||
d.last = createLast()
|
||||
d.first = d.last
|
||||
}
|
||||
d.last = d.last.pushBack(e)
|
||||
d.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title PopFront
|
||||
//@description
|
||||
// 以deque双向队列容器做接收者
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||||
// 利用首节点进行弹出元素,可能存在首节点全部释放要进行首节点后移的情况
|
||||
// 当元素全部删除后,释放全部空间,将首尾节点都设为nil
|
||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return e interface{} 首元素
|
||||
func (d *Deque) PopFront() (e interface{}) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
if d.size == 0 {
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
d.mutex.Lock()
|
||||
//利用首节点删除首元素
|
||||
//返回新的首节点
|
||||
e = d.first.front()
|
||||
d.first = d.first.popFront()
|
||||
d.size--
|
||||
if d.size == 0 {
|
||||
//全部删除完成,释放空间,并将首尾节点设为nil
|
||||
d.first = nil
|
||||
d.last = nil
|
||||
}
|
||||
d.mutex.Unlock()
|
||||
return e
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title PopBack
|
||||
//@description
|
||||
// 以deque双向队列容器做接收者
|
||||
// 利用尾节点进行弹出元素,可能存在尾节点全部释放要进行尾节点前移的情况
|
||||
// 当元素全部删除后,释放全部空间,将首尾节点都设为nil
|
||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return e interface{} 尾元素
|
||||
func (d *Deque) PopBack() (e interface{}) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
if d.size == 0 {
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
d.mutex.Lock()
|
||||
//利用尾节点删除首元素
|
||||
//返回新的尾节点
|
||||
d.last = d.last.popBack()
|
||||
e = d.last.back()
|
||||
d.size--
|
||||
if d.size == 0 {
|
||||
//全部删除完成,释放空间,并将首尾节点设为nil
|
||||
d.first = nil
|
||||
d.last = nil
|
||||
}
|
||||
d.mutex.Unlock()
|
||||
return e
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Front
|
||||
//@description
|
||||
// 以deque双向队列容器做接收者
|
||||
// 返回该容器的第一个元素,利用首节点进行寻找
|
||||
// 若该容器当前为空,则返回nil
|
||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return e interface{} 容器的第一个元素
|
||||
func (d *Deque) Front() (e interface{}) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
return d.first.front()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Back
|
||||
//@description
|
||||
// 以deque双向队列容器做接收者
|
||||
// 返回该容器的最后一个元素,利用尾节点进行寻找
|
||||
// 若该容器当前为空,则返回nil
|
||||
//@receiver d *Deque 接收者的deque指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return e interface{} 容器的最后一个元素
|
||||
func (d *Deque) Back() (e interface{}) {
|
||||
if d == nil {
|
||||
d = New()
|
||||
}
|
||||
return d.last.back()
|
||||
}
|
||||
36
data_structure/deque/deque_test.go
Normal file
36
data_structure/deque/deque_test.go
Normal file
@@ -0,0 +1,36 @@
|
||||
package deque
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"reflect"
|
||||
"sync"
|
||||
"testing"
|
||||
)
|
||||
|
||||
func TestDeque_Front(t *testing.T) {
|
||||
type fields struct {
|
||||
first *node
|
||||
last *node
|
||||
size uint64
|
||||
mutex sync.Mutex
|
||||
}
|
||||
tests := []struct {
|
||||
name string
|
||||
fields fields
|
||||
wantE interface{}
|
||||
}{
|
||||
// TODO: Add test cases.
|
||||
}
|
||||
for _, tt := range tests {
|
||||
t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
|
||||
d := &Deque{
|
||||
first: tt.fields.first,
|
||||
last: tt.fields.last,
|
||||
size: tt.fields.size,
|
||||
mutex: tt.fields.mutex,
|
||||
}
|
||||
if gotE := d.Front(); !reflect.DeepEqual(gotE, tt.wantE) {
|
||||
t.Errorf("Front() = %v, want %v", gotE, tt.wantE)
|
||||
}
|
||||
})
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
263
data_structure/deque/node.go
Normal file
263
data_structure/deque/node.go
Normal file
@@ -0,0 +1,263 @@
|
||||
package deque
|
||||
|
||||
//@Title deque
|
||||
//@Description
|
||||
// deque双队列容器包
|
||||
// 该部分包含了deque双向队列中链表节点
|
||||
// 链表的增删都通过节点的增删完成
|
||||
// 节点空间全部使用或全部废弃后将进行节点增删
|
||||
// 增删之后会返回对应的首尾节点以辅助deque容器仍持有首尾节点
|
||||
// 为保证效率问题,设定了一定的冗余量,即每个节点设定2^10的空间以存放元素
|
||||
|
||||
//deque双向队列中链表的node节点结构体
|
||||
//包含一个2^10空间的固定数组用以承载元素
|
||||
//使用begin和end两个下标用以表示新增的元素的下标,由于begin可能出现-1所以不选用uint16
|
||||
//pre和next是该节点的前后两个节点
|
||||
//用以保证链表整体是相连的
|
||||
type node struct {
|
||||
data [1024]interface{} //用于承载元素的股东数组
|
||||
begin int16 //该结点在前方添加结点的下标
|
||||
end int16 //该结点在后方添加结点的下标
|
||||
pre *node //该结点的前一个结点
|
||||
next *node //该节点的后一个结点
|
||||
}
|
||||
|
||||
//deque双向队列容器接口
|
||||
//存放了node结点容器可使用的函数
|
||||
//对应函数介绍见下方
|
||||
type noder interface {
|
||||
nextNode() (m *node) //返回下一个结点
|
||||
preNode() (m *node) //返回上一个结点
|
||||
value() (es []interface{}) //返回该结点所承载的所有元素
|
||||
pushFront(e interface{}) (first *node) //在该结点头部添加一个元素,并返回新首结点
|
||||
pushBack(e interface{}) (last *node) //在该结点尾部添加一个元素,并返回新尾结点
|
||||
popFront() (first *node) //弹出首元素并返回首结点
|
||||
popBack() (last *node) //弹出尾元素并返回尾结点
|
||||
front() (e interface{}) //返回首元素
|
||||
back() (e interface{}) //返回尾元素
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title createFirst
|
||||
//@description
|
||||
// 新建一个冗余在前方的首结点并返回其指针
|
||||
// 初始首结点的begin为1023,end为1024
|
||||
// 该结点的前后结点均置为nil
|
||||
//@receiver nil
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return n *node 新建的node指针
|
||||
func createFirst() (n *node) {
|
||||
return &node{
|
||||
data: [1024]interface{}{},
|
||||
begin: 1023,
|
||||
end: 1024,
|
||||
pre: nil,
|
||||
next: nil,
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title createLast
|
||||
//@description
|
||||
// 新建一个冗余在后方的尾结点并返回其指针
|
||||
// 初始首结点的begin为-1,end为0
|
||||
// 该结点的前后结点均置为nil
|
||||
//@receiver nil
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return n *node 新建的node指针
|
||||
func createLast() (n *node) {
|
||||
return &node{
|
||||
data: [1024]interface{}{},
|
||||
begin: -1,
|
||||
end: 0,
|
||||
pre: nil,
|
||||
next: nil,
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title nextNode
|
||||
//@description
|
||||
// 以node结点做接收者
|
||||
// 返回该结点的后一个结点
|
||||
// 如果n为nil则返回nil
|
||||
//@receiver n *node 接收者的node指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return m *node n结点的下一个结点m的指针
|
||||
func (n *node) nextNode() (m *node) {
|
||||
if n == nil {
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
return n.next
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title preNode
|
||||
//@description
|
||||
// 以node结点做接收者
|
||||
// 返回该结点的前一个结点
|
||||
// 如果n为nil则返回nil
|
||||
//@receiver n *node 接收者的node指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return m *node n结点的上一个结点m的指针
|
||||
func (n *node) preNode() (m *node) {
|
||||
if n == nil {
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
return n.pre
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title value
|
||||
//@description
|
||||
// 以node结点做接收者
|
||||
// 返回该结点所承载的所有元素
|
||||
// 根据其begin和end来获取其元素
|
||||
// 当该结点为nil时返回[]而非nil
|
||||
//@receiver n *node 接收者的node指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return es []interface{} 该结点所承载的所有元素
|
||||
func (n *node) value() (es []interface{}) {
|
||||
es = make([]interface{}, 0, 0)
|
||||
if n == nil {
|
||||
return es
|
||||
}
|
||||
if n.begin > n.end {
|
||||
return es
|
||||
}
|
||||
es = n.data[n.begin+1 : n.end]
|
||||
return es
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title pushFront
|
||||
//@description
|
||||
// 以node结点做接收者
|
||||
// 向该节点前方添加元素e
|
||||
// 当该结点空间已经使用完毕后,新建一个结点并将新结点设为首结点
|
||||
// 将插入元素放入新结点并返回新结点作为新的首结点
|
||||
// 否则插入当前结点并返回当前结点,首结点不变
|
||||
//@receiver n *node 接收者的node指针
|
||||
//@param e interface{} 待插入元素
|
||||
//@return first *node 首节点指针
|
||||
func (n *node) pushFront(e interface{}) (first *node) {
|
||||
if n == nil {
|
||||
return n
|
||||
}
|
||||
if n.begin >= 0 {
|
||||
//该结点仍有空间可用于承载元素
|
||||
n.data[n.begin] = e
|
||||
n.begin--
|
||||
return n
|
||||
}
|
||||
//该结点无空间承载,创建新的首结点用于存放
|
||||
m := createFirst()
|
||||
m.data[m.begin] = e
|
||||
m.next = n
|
||||
n.pre = m
|
||||
m.begin--
|
||||
return m
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title pushBack
|
||||
//@description
|
||||
// 以node结点做接收者
|
||||
// 向该节点后方添加元素e
|
||||
// 当该结点空间已经使用完毕后,新建一个结点并将新结点设为尾结点
|
||||
// 将插入元素放入新结点并返回新结点作为新的尾结点
|
||||
// 否则插入当前结点并返回当前结点,尾结点不变
|
||||
//@receiver n *node 接收者的node指针
|
||||
//@param e interface{} 待插入元素
|
||||
//@return last *node 尾节点指针
|
||||
func (n *node) pushBack(e interface{}) (last *node) {
|
||||
if n == nil {
|
||||
return n
|
||||
}
|
||||
if n.end < int16(len(n.data)) {
|
||||
//该结点仍有空间可用于承载元素
|
||||
n.data[n.end] = e
|
||||
n.end++
|
||||
return n
|
||||
}
|
||||
//该结点无空间承载,创建新的尾结点用于存放
|
||||
m := createLast()
|
||||
m.data[m.end] = e
|
||||
m.pre = n
|
||||
n.next = m
|
||||
m.end++
|
||||
return m
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title popFront
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//@description
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// 以node结点做接收者
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// 利用首节点进行弹出元素,可能存在首节点全部释放要进行首节点后移的情况
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// 当发生首结点后移后将会返回新首结点,否则返回当前结点
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//@receiver n *node 接收者的node指针
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//@param nil
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//@return first *node 首节点指针
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func (n *node) popFront() (first *node) {
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if n == nil {
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return nil
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}
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if n.begin < int16(len(n.data))-2 {
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//该结点仍有承载元素
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n.begin++
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n.data[n.begin] = nil
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return n
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||||
}
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if n.next != nil {
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//清除该结点下一节点的前结点指针
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n.next.pre = nil
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}
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return n.next
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||||
}
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//@title popBack
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//@description
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// 以node结点做接收者
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||||
// 利用尾节点进行弹出元素,可能存在尾节点全部释放要进行尾节点前移的情况
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// 当发生尾结点前移后将会返回新尾结点,否则返回当前结点
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||||
//@receiver n *node 接收者的node指针
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||||
//@param nil
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//@return last *node 尾节点指针
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func (n *node) popBack() (last *node) {
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||||
if n == nil {
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return nil
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||||
}
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||||
if n.end > 1 {
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||||
//该结点仍有承载元素
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n.end--
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n.data[n.end] = nil
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return n
|
||||
}
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||||
if n.pre != nil {
|
||||
//清除该结点上一节点的后结点指针
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n.pre.next = nil
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||||
}
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||||
return n.pre
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||||
}
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||||
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//@title front
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//@description
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// 以node结点做接收者
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// 返回该结点的第一个元素,利用首节点和begin进行查找
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// 若该结点为nil,则返回nil
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//@receiver n *node 接收者的node指针
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//@param nil
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//@return e interface{} 该结点承载的的第一个元素
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func (n *node) front() (e interface{}) {
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||||
if n == nil {
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return nil
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||||
}
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return n.data[n.begin+1]
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||||
}
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||||
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//@title back
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//@description
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// 以node结点做接收者
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||||
// 返回该结点的最后一个元素,利用尾节点和end进行查找
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||||
// 若该结点为nil,则返回nil
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||||
//@receiver n *node 接收者的node指针
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||||
//@param nil
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||||
//@return e interface{} 该结点承载的的最后一个元素
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func (n *node) back() (e interface{}) {
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||||
if n == nil {
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||||
return nil
|
||||
}
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||||
return n.data[n.end-1]
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||||
}
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