Go 语言结构体链表的基本操作

1. 什么是链表

• 链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。
• 链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。
• 使用链表结构可以避免在使用数组时需要预先知道数据大小的缺点，链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。但是链表失去了数组随机读取的优点，同时链表由于增加了结点的指针域，空间开销比较大。
• 链表允许插入和移除表上任意位置上的结点，但是不允许随机存取。
• 链表有三种类型：单向链表、双向链表、循环链表。

2. 单项链表的基本操作

• 单向链表中每个结点包含两部分，分别是数据域和指针域，上一个结点的指针指向下一结点，依次相连，形成链表。
• 链表通过指针将一组零散的内存块串联在一起，这里的内存块称为链表的结点。为了将这些节点给串起来，每个链表的结点除了存储数据之外，还会记录下一个结点的指针（即下一个结点的地址），这个指针称为：后继指针

3. 使用 struct 定义单链表

• 利用 Struct 可以包容多种数据类型的特性
• 一个结构体内可以包含若干成员，这些成员可以是基本类型、自定义类型、数组类型，也可以是指针类型。

struct 定义的三种形式，其中2和3都是返回结构体的指针

//定义

var stu Student



var stu *Student = new(Student)



var stu *Student = &Student {}



//调用

stu.Name   stu.Age    stu.Score

或

(*stu).Name	   (*stu).Age   (*stu).Score

定义一个单项链表

next 是指针类型的属性，指向 Student struct 类型数据，也就是下一个节点的数据类型

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student

}

为链表赋值，并遍历链表中的每个节点

package main

import "fmt"

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student		//存放下一个结构体的地址，用*直接指向下一个结构体

}

func main() {

	//头部结构体

	var head Student

	head.Name = "张三"

	head.Age = 28

	head.Score = 88

	//第二个结构体节点

	var stu1 Student

	stu1.Name = "李四"

	stu1.Age = 25

	stu1.Score = 100

	head.next = &stu1

	//第三个结构体节点

	var stu2 Student

	stu2.Name = "王五"

	stu2.Age = 18

	stu2.Score = 60

	stu1.next = &stu2

	Req(&head)

}

func Req(tmp *Student) {		//tmp指针是指向下一个结构体的地址，加*就是下一个结构体

	for tmp != nil {			//遍历输出链表中每个结构体，判断是否为空

		fmt.Println(*tmp)

		tmp = tmp.next			//tmp变更为下一个结构体地址

	}

}

//输出结果如下

{张三 28 88 0xc000114480}

{李四 25 100 0xc0001144b0}

{王五 18 60 <nil>}

4. 尾部添加节点方法一

package main

import (

	"fmt"

	"math/rand"

)

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student

}

func main() {

	//头部结构体

	var head Student

	head.Name = "head"

	head.Age = 28

	head.Score = 88

	//第二个结构体节点

	var stu1 Student

	stu1.Name = "stu1"

	stu1.Age = 25

	stu1.Score = 100

	head.next = &stu1 //头部指向第一个结构体

	//第三个结构体节点

	var stu2 Student

	stu2.Name = "stu2"

	stu2.Age = 18

	stu2.Score = 60

	stu1.next = &stu2 //第一个结构体指向第二个结构体

	//第四个结构体节点

	var stu3 Student

	stu3.Name = "stu3"

	stu3.Age = 18

	stu3.Score = 80

	stu2.next = &stu3 //第二个结构体指向第三个结构体

	//声明变量

	var tail = &stu3

	for i := 4; i < 10; i++ {

		//定义节点

		var stu Student = Student{

			Name:  fmt.Sprintf("stu%d", i),

			Age:   rand.Intn(100),

			Score: rand.Float32() * 100,

		}

		//生产结构体串联

		tail.next = &stu

		tail = &stu

	}

	Req(&head)

}

func Req(tmp *Student) {

	for tmp != nil {

		fmt.Println(*tmp)

		tmp = tmp.next

	}

}

//输出结果如下

{head 28 88 0xc0001144b0}

{stu1 25 100 0xc0001144e0}

{stu2 18 60 0xc000114510}

{stu3 18 80 0xc000114540}

{stu4 81 94.05091 0xc000114570}

{stu5 47 43.77142 0xc0001145a0}

{stu6 81 68.682304 0xc0001145d0}

{stu7 25 15.651925 0xc000114600}

{stu8 56 30.091187 0xc000114630}

{stu9 94 81.36399 <nil>}

方法二，使用函数进行优化

package main

import (

	"fmt"

	"math/rand"

)

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student

}

func main() {

	//头部结构体

	var head Student

	head.Name = "head"

	head.Age = 28

	head.Score = 88

	TailInsert(&head)

	Req(&head)

}

//循环遍历

func Req(tmp *Student) {

	for tmp != nil {

		fmt.Println(*tmp)

		tmp = tmp.next

	}

}

//添加结构体节点

func TailInsert(tail *Student) {

	for i := 0; i < 10; i++ {

		//定义节点

		var stu Student = Student{

			Name:  fmt.Sprintf("stu%d", i),

			Age:   rand.Intn(100),

			Score: rand.Float32() * 100,

		}

		//生产结构体串联

		tail.next = &stu	//指向下一个结构体

		tail = &stu			//把当前的结构体给tail，让其继续循环

	}

}

//输出结果如下

{head 28 88 0xc0001144b0}

{stu0 81 94.05091 0xc0001144e0}

{stu1 47 43.77142 0xc000114510}

{stu2 81 68.682304 0xc000114540}

{stu3 25 15.651925 0xc000114570}

{stu4 56 30.091187 0xc0001145a0}

{stu5 94 81.36399 0xc0001145d0}

{stu6 62 38.06572 0xc000114600}

{stu7 28 46.888985 0xc000114630}

{stu8 11 29.310184 0xc000114660}

{stu9 37 21.855305 <nil>}

5. 头部插入节点方法一

package main



import (

	"fmt"

	"math/rand"

)

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student

}

func main() {

	//头部结构体

	var head Student

	head.Name = "head"

	head.Age = 28

	head.Score = 88

	//调用头部插入函数

	HeadInsert(&head)

	Req(HeadInsert(&head))

func Req(tmp *Student) {

	for tmp != nil {

		fmt.Println(*tmp)

		tmp = tmp.next

	}

func HeadInsert(p *Student) *Student {

	for i := 0; i < 10; i++ {

		var stu = Student{

			Name:  fmt.Sprintf("stu%d", i),

			Age:   rand.Intn(100),

			Score: rand.Float32() * 100,

		}

		//当前新节点指向head，因为head是下一个节点

		stu.next = p //指向下一个节点

		p = &stu     //把当前的结构体给tail，让其继续循环

	return p

//输出结果如下

{stu9 85 30.152267 0xc000094840}

{stu8 37 5.912065 0xc000094810}

{stu7 29 7.9453626 0xc0000947e0}

{stu6 87 60.72534 0xc0000947b0}

{stu5 41 2.8303082 0xc000094780}

{stu4 90 69.67192 0xc000094750}

{stu3 87 20.658266 0xc000094720}

{stu2 47 29.708258 0xc0000946f0}

{stu1 28 86.249146 0xc0000946c0}

{stu0 95 36.08714 0xc0000944b0}

{head 28 88 <nil>}

方法二

使用指针的指针

package main



import (

	"fmt"

	"math/rand"

)

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student

}

func main() {

	//头部结构体

	var head *Student = &Student{}

	head.Name = "head"

	head.Age = 28

	head.Score = 88

	//调用头部插入函数

	HeadInsert(&head)

	Req(head)

func Req(tmp *Student) {

	for tmp != nil {

		fmt.Println(*tmp)

		tmp = tmp.next

	}

func HeadInsert(p **Student) {

	for i := 0; i < 10; i++ {

		var stu = Student{

			Name:  fmt.Sprintf("stu%d", i),

			Age:   rand.Intn(100),

			Score: rand.Float32() * 100,

		}

		//当前新节点指向head，因为head是下一个节点

		stu.next = *p //指向下一个节点

		*p = &stu     //把当前的结构体给tail，让其继续循环

//输出结果如下

{stu9 37 21.855305 0xc000114660}

{stu8 11 29.310184 0xc000114630}

{stu7 28 46.888985 0xc000114600}

{stu6 62 38.06572 0xc0001145d0}

{stu5 94 81.36399 0xc0001145a0}

{stu4 56 30.091187 0xc000114570}

{stu3 25 15.651925 0xc000114540}

{stu2 81 68.682304 0xc000114510}

{stu1 47 43.77142 0xc0001144e0}

{stu0 81 94.05091 0xc0001144b0}

{head 28 88 <nil>}

总结

如果想要外部的数据和函数处理结果进行同步，两种方法：

① 传参，传递指针

② return 进行值的返回

6. 指定节点后添加新节点

package main



import (

	"fmt"

	"math/rand"

)

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student

}

func main() {

	//头部结构体

	var head *Student = &Student{} //定义指针类型

	head.Name = "head"

	head.Age = 28

	head.Score = 88

	//定义新的节点

	var newNode *Student = &Student{} //定义指针类型

	newNode.Name = "newNode"

	newNode.Age = 19

	newNode.Score = 78

	HeadInsert(&head)

	//指定位置插入函数

	Add(head, newNode)

	Req(head)

func Req(tmp *Student) {

	for tmp != nil {

		fmt.Println(*tmp)

		tmp = tmp.next

	}

func HeadInsert(p **Student) { //传入指针的指针

	for i := 0; i < 10; i++ {

		var stu = Student{

			Name:  fmt.Sprintf("stu%d", i),

			Age:   rand.Intn(100),

			Score: rand.Float32() * 100,

		}

		//当前新节点指向head，因为head是下一个节点

		stu.next = *p //指向下一个节点

		*p = &stu     //把当前的结构体给tail，让其继续循环

//p为当前节点，newnode为插入的节点

func Add(p *Student, newNode *Student) {

	for p != nil {

		if p.Name == "stu6" {

			//对接下一个节点

			newNode.next = p.next

			p.next = newNode

		//插入节点指向下一个节点

		p = p.next //p.next赋予给p，继续进行循环遍历

//输出结果如下

{stu9 37 21.855305 0xc0000c0660}

{stu8 11 29.310184 0xc0000c0630}

{stu7 28 46.888985 0xc0000c0600}

{stu6 62 38.06572 0xc0000c04b0}

{newNode 19 78 0xc0000c05d0}

{stu5 94 81.36399 0xc0000c05a0}

{stu4 56 30.091187 0xc0000c0570}

{stu3 25 15.651925 0xc0000c0540}

{stu2 81 68.682304 0xc0000c0510}

{stu1 47 43.77142 0xc0000c04e0}

{stu0 81 94.05091 0xc0000c0480}

{head 28 88 <nil>}

7. 删除节点

package main



import (

	"fmt"

	"math/rand"

)

type Student struct {

	Name  string

	Age   int

	Score float32

	next  *Student

}

func main() {

	//头部结构体

	var head *Student = &Student{} //定义指针类型

	head.Name = "head"

	head.Age = 28

	head.Score = 88

	//定义新的节点

	var newNode *Student = &Student{} //定义指针类型

	newNode.Name = "newNode"

	newNode.Age = 19

	newNode.Score = 78

	HeadInsert(&head)

	//指定位置插入函数

	Add(head, newNode)

	//删除节点

	del(head)

	Req(head)

func Req(tmp *Student) {

	for tmp != nil {

		fmt.Println(*tmp)

		tmp = tmp.next

	}

func HeadInsert(p **Student) { //传入指针的指针

	for i := 0; i < 10; i++ {

		var stu = Student{

			Name:  fmt.Sprintf("stu%d", i),

			Age:   rand.Intn(100),

			Score: rand.Float32() * 100,

		}

		//当前新节点指向head，因为head是下一个节点

		stu.next = *p //指向下一个节点

		*p = &stu     //把当前的结构体给tail，让其继续循环

//p为当前节点，newnode为插入的节点

func Add(p *Student, newNode *Student) {

	for p != nil {

		if p.Name == "stu6" {

			//对接下一个节点

			newNode.next = p.next

			p.next = newNode

		//插入节点指向下一个节点

		p = p.next //p.next赋予给p，继续进行循环遍历

//删除节点

func del(p *Student) {

	var prev *Student = p			//p=head   prev=head  ——》prev=p

		if p.Name == "newNode" {

			prev.next = p.next

			break

		prev = p			//进行平移，前节点赋值

		p = p.next			//后节点赋值

 

 //输出结果如下

 {stu9 37 21.855305 0xc0000c0660}

{stu8 11 29.310184 0xc0000c0630}

{stu7 28 46.888985 0xc0000c0600}

{stu6 62 38.06572 0xc0000c05d0}

{stu5 94 81.36399 0xc0000c05a0}

{stu4 56 30.091187 0xc0000c0570}

{stu3 25 15.651925 0xc0000c0540}

{stu2 81 68.682304 0xc0000c0510}

{stu1 47 43.77142 0xc0000c04e0}

{stu0 81 94.05091 0xc0000c0480}

{head 28 88 <nil>}