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
  for p != nil {
    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>}

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