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sort包

• Go语言标准库中sort提供了排序API
• sort包提供了多种排序算法,这些算法是内部实现的,每次使用sort包排序时,会自动选择最优算法实现
  • 插入排序
  • 快速排序
  • 堆排
• sort包中最上层是一个名称为Interface的接口,只要满足sort.Interface类型都可以排序

// A type, typically a collection, that satisfies sort.Interface can be
// sorted by the routines in this package. The methods require that the
// elements of the collection be enumerated by an integer index.
type Interface interface {
	// Len is the number of elements in the collection.
	Len() int
	// Less reports whether the element with
	// index i should sort before the element with index j.
	Less(i, j int) bool
	// Swap swaps the elements with indexes i and j.
	Swap(i, j int)
}

• Go语言标准库默认提供了对int、float64、string进行排序的API
• 很多函数的参数都是sort包下类型,需要进行转换.

排序实现

• 对int类型切片排序

	num := [] int{1, 7, 5, 2, 6}
	sort.Ints(num) //升序
	fmt.Println(num)
	sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(num))) //降序
	fmt.Println(num)

• 对float64类型切片排序

	f := [] float64{1.5, 7.2, 5.8, 2.3, 6.9}
	sort.Float64s(f) //升序
	fmt.Println(f)
	sort.Sort(sort.Reverse(sort.Float64Slice(f))) //降序
	fmt.Println(f)

• 对string类型切片排序
  • 按照编码表数值进行排序
  • 多字符串中按照第一个字符进行比较
  • 如果第一个字符相同,比较第二个字符

	s := []string{"我", "我是Goer", "a", "d", "国家", "你", "我a"}
	sort.Sort(sort.StringSlice(s)) //升序
	fmt.Println(s)
	//查找内容的索引,如果不存在,返回内容应该在升序排序切片的哪个位置插入
	fmt.Println(sort.SearchStrings(s, "你是"))
	sort.Sort(sort.Reverse(sort.StringSlice(s)))
	fmt.Println(s)

map

• map以散列表方式存储键值对集合

• map中每个元素都是键值对

map[key]Value

• key是操作map的唯一标准.可以通过key对map中元素进行增加/删除/修改/查看
• key是唯一的,添加重复的key会覆盖之前的元素.
• map是值类型,只声明时为空指针(nil)

	var m map[string]int
	fmt.Println(m == nil) //输出:true
	fmt.Printf("%p", m)   //输出:0x0

• map读写数据时并不是并发安全的,可以结合RWMutex保证并发安全(RWMutex在后面讲解)

实例化map的几种方式

• 使用make函数实例化一个没有初始值的map

	m := make(map[string]string)
	fmt.Println(m==nil)//输出:false
	fmt.Printf("%p", m)//输出:内存地址

• 可以在声明map时直接给map赋初始值.注意初始值在一行和在多行写时的语法区别
  • map中元素键值对语法满足: key:value
  • key和value的类型必须和map[key]value类型严格对应

	m := map[string]string{"name": "msr", "address": "中国广东"}
	m1 := map[string]string{
		"name":     "msr",
		"addresss": "中国广东",
	}
	fmt.Println(m, m1)

操作map中的元素

• 使用key判断,如果key不存在向map中新增数据,如果key存在会覆盖map中元素

	m := make(map[string]int)
	m["money"] = 5
	fmt.Println(m) //输出:map[money:5]
	m["money"] = 6
	fmt.Println(m) //map[money:6]

• Go语言标准库中提供了对map元素删除的函数,使用顶层delete()即可完成删除
  • 如果key存在执行删除元素
  • 如果key不存在,map中内容不变,也不会有错误

	m := make(map[string]int)
	m["money"] = 5
	delete(m, "没有的key")
	fmt.Println(m) //输出:map[money:5]
	delete(m, "money")
	fmt.Println(m) //输出:map[]

• 获取map中指定key对应的值
  • 使用:map变量[key]获取key对应的值
  • 如果key不存在返回map[key]Value中Value类型的默认值.例如:Value是string类型就返回""
  • 返回值可以是一个,也可以是两个.
    • 一个表示key对应的值
    • 两个分别表示:key对应的值和这个key是否存在

	m := map[string]string{"name": "msr", "address": "中国广东"}
	fmt.Println(m["name"]) //输出:msr
	fmt.Println(m["age"])  //输出:空字符串
	value, ok := m["age"]
	fmt.Println(value, ok) //输出:空字符串 false

• 如果希望把map中所有元素都遍历,可以使用for结合range实现

	m := map[string]string{"name": "msr", "address": "中国广东"}
	//range遍历map时返回值分别表示key和value
	for key, value := range m {
		fmt.Println(key, value)
	}

双向链表概述

• 双向链表结构如下

• 双向链表结构中元素在内存中不是紧邻空间,而是每个元素中存放上一个元素和后一个元素的地址

  • 第一个元素称为头(head)元素,前连接(前置指针域)为nil
  • 最后一个元素称为尾(foot)元素,后连接(后置指针域)为nil

• 双向链表的优点:

  • 在执行新增元素或删除元素时效率高,获取任意一个元素,可以方便的在这个元素前后插入元素
  • 充分利用内存空间,实现内存灵活管理
  • 可实现正序和逆序遍历
  • 头元素和尾元素新增或删除时效率较高

• 双向链表的缺点

  • 链表增加了元素的指针域,空间开销比较大
  • 遍历时跳跃性查找内容,大量数据遍历性能低

双向链表容器List

• 在Go语言标准库的container/list 包提供了双向链表List
• List结构体定义如下
  • root表示根元素
  • len表示链表中有多少个元素

// List represents a doubly linked list.
// The zero value for List is an empty list ready to use.
type List struct {
	root Element // sentinel list element, only &root, root.prev, and root.next are used
	len  int     // current list length excluding (this) sentinel element
}

• 其中Element结构体定义如下
  • next表示下一个元素,使用Next()可以获取到
  • prev表示上一个元素,使用Prev()可以获取到
  • list表示元素属于哪个链表
  • Value表示元素的值,interface{}在Go语言中表示任意类型

  // Element is an element of a linked list.
  type Element struct {
  	// Next and previous pointers in the doubly-linked list of elements.
  	// To simplify the implementation, internally a list l is implemented
  	// as a ring, such that &l.root is both the next element of the last
  	// list element (l.Back()) and the previous element of the first list
  	// element (l.Front()).
  	next, prev *Element

  	// The list to which this element belongs.
  	list *List

  	// The value stored with this element.
  	Value interface{}
  }

操作List

• 直接使用container/list包下的New()新建一个空的List

	mylist := list.New()
	fmt.Println(mylist)       //输出list中内容
	fmt.Println(mylist.Len()) //查看链表中元素的个数
	fmt.Printf("%p", mylist)  //输出地址

• Go语言标准库中提供了很多向双向链表中添加元素的函数

	//添加到最后,List["a"]
	mylist.PushBack("a")
    //添加到最前面,List["b","a"]
	mylist.PushFront("b") 
	//向第一个元素后面添加元素,List["b","c","a"]
	mylist.InsertAfter("c", mylist.Front()) 
	//向最后一个元素前面添加元素,List["b","c","d","a"]
	mylist.InsertBefore("d", mylist.Back()) 

• 取出链表中的元素

	fmt.Println(mylist.Back().Value)  //最后一个元素的值
	fmt.Println(mylist.Front().Value) //第一个元素的值

	//只能从头向后找,或从后往前找,获取元素内容
	n := 5
	var curr *list.Element
	if n > 0 && n <= mylist.Len() {
		if n == 1 {
			curr = mylist.Front()
		} else if n == mylist.Len() {
			curr = mylist.Back()
		} else {
			curr = mylist.Front()
			for i := 1; i < n; i++ {
				curr = curr.Next()
			}
		}
	} else {
		fmt.Println("n的数值不对")
	}
	//遍历所有值
	for e := mylist.Front(); e != nil; e = e.Next() {
		fmt.Println(e.Value)
	}

• 移动元素的顺序

	mylist.MoveToBack(mylist.Front()) //把第一个移动到后面
	mylist.MoveToFront(mylist.Back()) //把最后一个移动到前面
	mylist.MoveAfter(mylist.Front(),mylist.Back())//把第一个参数元素,移动到第二个参数元素后面
	mylist.MoveBefore(mylist.Front(),mylist.Back())//把第一个参数元素,移动到第二个参数元素前面

• 删除元素

mylist.Remove(mylist.Front())

双向循环链表

• 循环链表特点是没有节点的指针域为nil,通过任何一个元素都可以找到其他元素
• 环形链表结构如下

graph LR
	A -->B	
	B -->C	
	C -->D	
	D -->E
	E -->D
	A -->E
	E -->A
	D -->C
	C -->B
	B -->A	

• 双向循环链表和双向链表区别

  • 双向循环链表没有严格意义上的头元素和尾元素
  • 没有元素的前连接和后连接为nil
  • 一个长度为n的双向循环链表,通过某个元素向某个方向移动,在查找最多n-1次后一定会找到另一个元素

Go语言中的双向循环链表

• 在container/ring包下结构体Ring源码如下
  • 官方明确说明了Ring是循环链表的元素,又是环形链表.
  • 实际使用时Ring遍历就是环形链表第一个元素

// A Ring is an element of a circular list, or ring.
// Rings do not have a beginning or end; a pointer to any ring element
// serves as reference to the entire ring. Empty rings are represented
// as nil Ring pointers. The zero value for a Ring is a one-element
// ring with a nil Value.
//
type Ring struct {
	next, prev *Ring
	Value      interface{} // for use by client; untouched by this library
}

• Go语言标准库中对container/ring包提供的API如下

	type Ring
		//实例化长度为n的环形链表
		func New(n int) *Ring
		//长度
		func (r *Ring) Len() int
		//下一个元素
		func (r *Ring) Next() *Ring
		//上一个元素
		func (r *Ring) Prev() *Ring
		//移动n次,支持负数
		func (r *Ring) Move(n int) *Ring
		//合并s和r
		func (r *Ring) Link(s *Ring) *Ring
		//删除r后面n%r.Len()元素,删除多个,当前元素前面的不删除
		func (r *Ring) Unlink(n int) *Ring
		//循环遍历,i是当前元素的值
		func (r *Ring) Do(f func(interface{}))

代码演示

• 实例化、赋值、遍历

	r := ring.New(3)
	for i := 0; i < r.Len(); i++ {
		r.Move(i).Value = i
	}
	r.Do(func(i interface{}) {
		fmt.Println(i)
	})

• 实例化后的r就是链表中第一个创建的元素.可以找到元素的前后元素

	fmt.Println(r.Next().Value)//输出:1
	fmt.Println(r.Next().Next().Value)//输出:2
	fmt.Println(r.Next().Next().Next().Value)//输出:0
	fmt.Println(r.Move(-1).Value)//输出:2
	fmt.Println(r.Prev().Value)//输出:2

• 可以向环形链表添加或删除链表

	s := ring.New(1)
	s.Value = 13
	//r是哪个元素,就把新的链表添加到哪个元素后面
	r.Link(s)
	r.Do(func(i interface{}) {
		fmt.Print(i, " ")
	})
	fmt.Println("")
	//从r元素向后,n/r.Len()个元素被删除,当前元素和前面的保留
	r.Unlink(1)
	r.Do(func(i interface{}) {
		fmt.Print(i, " ")
	})

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