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471
data_structure/vector/vector.go
Normal file
471
data_structure/vector/vector.go
Normal file
@@ -0,0 +1,471 @@
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package vector
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//@Title vector
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//@Description
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// vector向量容器包
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// 以动态数组的形式实现
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// 该容器可以在尾部实现线性增减元素
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// 通过interface实现泛型
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// 可接纳不同类型的元素
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// 但建议在同一个vector中使用相同类型的元素
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// 可通过配合比较器competitor和迭代器iterator对该vector容器进行排序查找或遍历
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import (
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"github.com/hlccd/goSTL/utils/comparator"
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"github.com/hlccd/goSTL/utils/iterator"
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"sync"
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)
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//vector向量结构体
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//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
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//当添加节点时尾指针大于已分配空间长度,则按照扩容策略进行扩容
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//并发控制锁用以保证在高并发过程中不会出现错误
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//使用比较器重载了Sort
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type Vector struct {
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data []interface{} //动态数组
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len uint64 //当前已用数量
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cap uint64 //可容纳元素数量
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mutex sync.Mutex //并发控制锁
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}
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||||
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||||
//vector扩容边界,边界内进行翻倍扩容,边界外进行固定扩容
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const bound = 4294967296
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//vector向量容器接口
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//存放了vector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 vectorer interface {
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Iterator() (i *Iterator.Iterator) //返回一个包含vector所有元素的迭代器
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Sort(Cmp ...comparator.Comparator) //利用比较器对其进行排序
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Size() (num uint64) //返回vector的长度
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Cap() (num uint64) //返回vector的容量
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Clear() //清空vector
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Empty() (b bool) //返回vector是否为空,为空则返回true反之返回false
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PushBack(e interface{}) //向vector末尾插入一个元素
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PopBack() //弹出vector末尾元素
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Insert(idx uint64, e interface{}) //向vector第idx的位置插入元素e,同时idx后的其他元素向后退一位
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Erase(idx uint64) //删除vector的第idx个元素
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Reverse() //逆转vector中的数据顺序
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At(idx uint64) (e interface{}) //返回vector的第idx的元素
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Front() (e interface{}) //返回vector的第一个元素
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Back() (e interface{}) //返回vector的最后一个元素
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}
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//@title New
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//@description
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// 新建一个vector向量容器并返回
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// 初始vector的切片数组为空
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// 初始vector的长度为0,容量为1
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//@receiver nil
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//@param nil
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//@return v *Vector 新建的vector指针
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func New() (v *Vector) {
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return &Vector{
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data: make([]interface{}, 1, 1),
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len: 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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||||
//@title Iterator
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//@description
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// 以vector向量容器做接收者
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// 释放未使用的空间,并将已使用的部分用于创建迭代器
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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 v *Vector 接受者vector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 (v *Vector) Iterator() (i *Iterator.Iterator) {
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||||
if v == nil {
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||||
v = New()
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||||
}
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||||
v.mutex.Lock()
|
||||
if v.data == nil {
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||||
//data不存在,新建一个
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v.data = make([]interface{}, 1, 1)
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||||
v.len = 0
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||||
v.cap = 1
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||||
} else if v.len < v.cap {
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||||
//释放未使用的空间
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||||
tmp := make([]interface{}, v.len, v.len)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
}
|
||||
//创建迭代器
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||||
i = Iterator.New(&v.data)
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||||
v.mutex.Unlock()
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||||
return i
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||||
}
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||||
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||||
//@title Sort
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//@description
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||||
// 以vector向量容器做接收者
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||||
// 将vector向量容器中不使用空间释放掉
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// 对元素中剩余的部分进行排序
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//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
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||||
//@param Cmp ...comparator.Comparator 比较函数
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//@return nil
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func (v *Vector) Sort(Cmp ...comparator.Comparator) {
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||||
if v == nil {
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||||
v = New()
|
||||
}
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||||
v.mutex.Lock()
|
||||
if v.data == nil {
|
||||
//data不存在,新建一个
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||||
v.data = make([]interface{}, 1, 1)
|
||||
v.len = 0
|
||||
v.cap = 1
|
||||
} else if v.len < v.cap {
|
||||
//释放未使用空间
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||||
tmp := make([]interface{}, v.len, v.len)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
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||||
v.cap = v.len
|
||||
}
|
||||
//调用比较器的Sort进行排序
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||||
if len(Cmp) == 0 {
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||||
comparator.Sort(&v.data)
|
||||
} else {
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||||
comparator.Sort(&v.data, Cmp[0])
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||||
}
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||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
}
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||||
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||||
//@title Size
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//@description
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||||
// 以vector向量容器做接收者
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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,而是实际使用空间
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||||
//@receiver v *Vector 接受者vector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 (v *Vector) Size() (num uint64) {
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||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
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||||
return v.len
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Cap
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//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
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||||
// 返回该容器当前容量
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||||
//@receiver v *Vector 接受者vector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
|
||||
func (v *Vector) Cap() (num uint64) {
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||||
if v == nil {
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||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
return v.cap
|
||||
}
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||||
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||||
//@title Clear
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||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 将该容器中的动态数组重置,所承载的元素清空
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||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return nil
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||||
func (v *Vector) Clear() {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
//清空data
|
||||
v.data = make([]interface{}, 1, 1)
|
||||
v.len = 0
|
||||
v.cap = 1
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
}
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||||
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||||
//@title Empty
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||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 判断该vector向量容器是否含有元素
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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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||||
// 该判断过程通过长度进行判断
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||||
// 当长度为0时说明不含有元素
|
||||
// 当长度大于0时说明含有元素
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return b bool 该容器是空的吗?
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||||
func (v *Vector) Empty() (b bool) {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
return v.Size() <= 0
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title PushBack
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||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 在容器尾部插入元素
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||||
// 若长度小于容量时,则对以长度为下标的位置进行覆盖,同时len++
|
||||
// 若长度等于容量时,需要进行扩容
|
||||
// 对于扩容而言,当容量小于bound时,直接将容量翻倍,否则将容量增加bound
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param e interface{} 待插入元素
|
||||
//@return nil
|
||||
func (v *Vector) PushBack(e interface{}) {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
if v.len < v.cap {
|
||||
//还有冗余,直接添加
|
||||
v.data[v.len] = e
|
||||
} else {
|
||||
//冗余不足,需要扩容
|
||||
if v.cap <= bound {
|
||||
//容量翻倍
|
||||
if v.cap == 0 {
|
||||
v.cap = 1
|
||||
}
|
||||
v.cap *= 2
|
||||
} else {
|
||||
//容量增加bound
|
||||
v.cap += bound
|
||||
}
|
||||
//复制扩容前的元素
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
v.data[v.len] = e
|
||||
}
|
||||
v.len++
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title PopBack
|
||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 弹出容器最后一个元素,同时长度--即可
|
||||
// 若容器为空,则不进行弹出
|
||||
// 当弹出元素后,可能进行缩容
|
||||
// 当容量和实际使用差值超过bound时,容量直接减去bound
|
||||
// 否则,当实际使用长度是容量的一半时,进行折半缩容
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return nil
|
||||
func (v *Vector) PopBack() {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
if v.Empty() {
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
v.len--
|
||||
if v.cap-v.len >= bound {
|
||||
//容量和实际使用差值超过bound时,容量直接减去bound
|
||||
v.cap -= bound
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
} else if v.len*2 < v.cap {
|
||||
//实际使用长度是容量的一半时,进行折半缩容
|
||||
v.cap /= 2
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Insert
|
||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 向容器切片中插入一个元素
|
||||
// 当idx不大于0时,则在容器切片的头部插入元素
|
||||
// 当idx不小于切片使用长度时,在容器末尾插入元素
|
||||
// 否则在切片中间第idx位插入元素,同时后移第idx位以后的元素
|
||||
// 根据冗余量选择是否扩容,扩容策略同上
|
||||
// 插入后len++
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param idx uint64 待插入节点的位置(下标从0开始)
|
||||
//@param e interface{} 待插入元素
|
||||
//@return nil
|
||||
func (v *Vector) Insert(idx uint64, e interface{}) {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
var tmp []interface{}
|
||||
if v.len >= v.cap {
|
||||
//冗余不足,进行扩容
|
||||
if v.cap <= bound {
|
||||
//容量翻倍
|
||||
if v.cap == 0 {
|
||||
v.cap = 1
|
||||
}
|
||||
v.cap *= 2
|
||||
} else {
|
||||
//容量增加bound
|
||||
v.cap += bound
|
||||
}
|
||||
//复制扩容前的元素
|
||||
tmp = make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
}
|
||||
//从后往前复制,即将idx后的全部后移一位即可
|
||||
var p uint64
|
||||
for p = v.len; p > 0 && p > uint64(idx); p-- {
|
||||
v.data[p] = v.data[p-1]
|
||||
}
|
||||
v.data[p] = e
|
||||
v.len++
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Erase
|
||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 向容器切片中删除一个元素
|
||||
// 当idx不大于0时,则删除头部
|
||||
// 当idx不小于切片使用长度时,则删除尾部
|
||||
// 否则在切片中间第idx位删除元素,同时前移第idx位以后的元素
|
||||
// 长度同步--
|
||||
// 进行缩容判断,缩容策略同上
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param idx uint64 待删除节点的位置(下标从0开始)
|
||||
//@return nil
|
||||
func (v *Vector) Erase(idx uint64) {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
if v.Empty() {
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
for p := idx; p < v.len-1; p++ {
|
||||
v.data[p] = v.data[p+1]
|
||||
}
|
||||
v.len--
|
||||
if v.cap-v.len >= bound {
|
||||
//容量和实际使用差值超过bound时,容量直接减去bound
|
||||
v.cap -= bound
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
} else if v.len*2 < v.cap {
|
||||
//实际使用长度是容量的一半时,进行折半缩容
|
||||
v.cap /= 2
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.cap, v.cap)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Reverse
|
||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 将vector容器中不使用空间释放掉
|
||||
// 将该容器中的泛型切片中的所有元素顺序逆转
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return nil
|
||||
func (v *Vector) Reverse() {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
if v.data == nil {
|
||||
//data不存在,新建一个
|
||||
v.data = make([]interface{}, 1, 1)
|
||||
v.len = 0
|
||||
v.cap = 1
|
||||
} else if v.len < v.cap {
|
||||
//释放未使用的空间
|
||||
tmp := make([]interface{}, v.len, v.len)
|
||||
copy(tmp, v.data)
|
||||
v.data = tmp
|
||||
v.cap = v.len
|
||||
}
|
||||
for i := uint64(0); i < v.len/2; i++ {
|
||||
v.data[i], v.data[v.len-i-1] = v.data[v.len-i-1], v.data[i]
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title At
|
||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 根据传入的idx寻找位于第idx位的元素
|
||||
// 当idx不在容器中泛型切片的使用范围内
|
||||
// 即当idx小于0或者idx大于容器所含有的元素个数时返回nil
|
||||
// 反之返回对应位置的元素
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param idx uint64 待查找元素的位置(下标从0开始)
|
||||
//@return e interface{} 从容器中查找的第idx位元素
|
||||
func (v *Vector) At(idx uint64) (e interface{}) {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
if idx < 0 && idx >= v.Size() {
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
if v.Size() > 0 {
|
||||
e = v.data[idx]
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
return e
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Front
|
||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 返回该容器的第一个元素
|
||||
// 若该容器当前为空,则返回nil
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return e interface{} 容器的第一个元素
|
||||
func (v *Vector) Front() (e interface{}) {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
if v.Size() > 0 {
|
||||
e = v.data[0]
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
return e
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
|
||||
//@title Back
|
||||
//@description
|
||||
// 以vector向量容器做接收者
|
||||
// 返回该容器的最后一个元素
|
||||
// 若该容器当前为空,则返回nil
|
||||
//@receiver v *Vector 接受者vector的指针
|
||||
//@param nil
|
||||
//@return e interface{} 容器的最后一个元素
|
||||
func (v *Vector) Back() (e interface{}) {
|
||||
if v == nil {
|
||||
v = New()
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Lock()
|
||||
if v.Size() > 0 {
|
||||
e = v.data[v.len-1]
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
return e
|
||||
}
|
||||
v.mutex.Unlock()
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
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