go语言|数据结构:单链表(1)

简介: go语言|数据结构:单链表(1)

链表


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。


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单链表结构


 利用 struct 可以包容多种数据类型,结构体内也可以包含多个成员,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。这里可以使用指针类型成员来存放下一个结点的地址。如以下定义,成员 data 用来存放结点中的数据(整数类型),next 是指针类型的成员,它指向 ListNode struct 类型数据,也就是下一个结点的数据类型。


1. type ListNode struct {
2.  data int
3.  next *ListNode
4. }



创建节点

节点声明和赋值有以下几种格式:

package main
import "fmt"
type ListNode struct {
  data int
  next *ListNode
}
func main() {
  var head *ListNode
  head = new(ListNode)
  head.data = 1
  var node1 = new(ListNode)
  node1.data = 2
  var node2 = &ListNode{3, nil}
  var node3 = &ListNode{data: 4}
  fmt.Println(*head)
  fmt.Println(*node1)
  fmt.Println(*node2)
  fmt.Println(*node3)
}
/* 输出:
{1 <nil>}
{2 <nil>}
{3 <nil>}
{4 <nil>}
*/


遍历链表

一个for循环即可,结构描述的链表没有空链表的,不论data是何种类型,一旦声明即使不马上赋值也会有类型默认值,比如new(ListNode)即赋值了ListNode{0, nil}。

func showNode(p *ListNode) {
  fmt.Print(*p)
  for p.next != nil {
    p = p.next
    fmt.Print("->", *p)
  }
  fmt.Println()
}



头插法

新结点放在链表的最前面

package main
import "fmt"
type ListNode struct {
  data int
  next *ListNode
}
func showNode(p *ListNode) {
  fmt.Print(*p)
  for p.next != nil {
    p = p.next
    fmt.Print("->", *p)
  }
  fmt.Println()
}
func main() {
  var head = &ListNode{0, nil}
  for i := 1; i < 5; i++ {
    var node = ListNode{data: i}
    node.next = head
    head = &node
  }
  showNode(head)
}
/* 输出:
{4 0xc000084250}->{3 0xc000084240}->{2 0xc000084230}->{1 0xc000084220}->{0 <nil>}
*/



尾插法

新结点追加到链表的最后面

package main
import "fmt"
type ListNode struct {
  data int
  next *ListNode
}
func showNode(p *ListNode) {
  fmt.Print(*p)
  for p.next != nil {
    p = p.next
    fmt.Print("->", *p)
  }
  fmt.Println()
}
func main() {
  var head, tail *ListNode
  head = &ListNode{0, nil}
  tail = head
  for i := 1; i < 5; i++ {
    var node = ListNode{data: i}
    (*tail).next = &node
    tail = &node
  }
  showNode(head)
}
/* 输出:
{0 0xc000084220}->{1 0xc000084230}->{2 0xc000084240}->{3 0xc000084250}->{4 <nil>}
*/



遍历方法

方法的定义:参数表放在函数名前

package main
import "fmt"
type ListNode struct {
  data int
  next *ListNode
}
func (p *ListNode) travel() {
  fmt.Print(p.data)
  for p.next != nil {
    p = p.next
    fmt.Print("->", p.data)
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func main() {
  var head = &ListNode{0, nil}
    head.travel()
  for i := 1; i < 10; i++ {
    var node = ListNode{data: i}
    node.next = head
    head = &node
  }
  head.travel()
  var root *ListNode
  root = new(ListNode)
  root.travel()
}
/* 输出:
0<nil>
9->8->7->6->5->4->3->2->1->0<nil>
0<nil>
*/



链表长度

注意:函数与方法的区别

package main
import "fmt"
type ListNode struct {
  data int
  next *ListNode
}
func (head *ListNode) size() int {
  size := 1
  for head = head.next; head != nil; size++ {
    head = head.next
  }
  return size
}
func Len(head *ListNode) int {
  size := 1
  for head = head.next; head != nil; size++ {
    head = head.next
  }
  return size
}
func main() {
  var head = &ListNode{0, nil}
  fmt.Println(Len(head))
  fmt.Println(head.size())
  for i := 1; i < 10; i++ {
    var node = ListNode{data: i}
    node.next = head
    head = &node
  }
  fmt.Println(Len(head))
  fmt.Println(head.size())
}
/* 输出:
1
1
10
10
*/


链表转数组

package main
import (
  "fmt"
)
type ListNode struct {
  data int
  next *ListNode
}
func (head *ListNode) size() int {
  size := 1
  for head = head.next; head != nil; size++ {
    head = head.next
  }
  return size
}
func (head *ListNode) tolist() []int {
  var res []int
  res = make([]int, 0, head.size())
  for head.next != nil {
    res = append(res, head.data)
    head = head.next
  }
  res = append(res, head.data)
  return res
}
func (head *ListNode) tolist2() []int {
  var res []int
  res = make([]int, 0, head.size())
  res = append(res, head.data)
  head = head.next
  for head != nil {
    res = append(res, head.data)
    head = head.next
  }
  return res
}
func main() {
  var head = &ListNode{0, nil}
  for i := 1; i < 10; i++ {
    var node = ListNode{data: i}
    node.next = head
    head = &node
  }
  fmt.Println(head.tolist())
  var root, tail *ListNode
  root = &ListNode{0, nil}
  tail = root
  for i := 1; i < 10; i++ {
    var node = ListNode{data: i}
    (*tail).next = &node
    tail = &node
  }
  fmt.Println(root.tolist2())
}
/* 输出:
[9 8 7 6 5 4 3 2 1 0]
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
*/


数组转链表

package main
import "fmt"
type ListNode struct {
  data int
  next *ListNode
}
func (p *ListNode) travel() {
  fmt.Print(p.data)
  for p.next != nil {
    p = p.next
    fmt.Print("->", p.data)
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func toNode(list []int) *ListNode {
  var head, tail *ListNode
  head = &ListNode{list[0], nil}
  tail = head
  for i := 1; i < len(list); i++ {
    var node = ListNode{data: list[i]}
    (*tail).next = &node
    tail = &node
  }
  return head
}
func main() {
  var lst = []int{1, 3, 2, 3, 5, 6, 6, 8, 9}
  toNode(lst).travel()
}
/* 输出:
1->3->2->3->5->6->6->8->9<nil>
*/



例题


实战一:

给定一个已排序链表,删除重复节点,原始链表中多次出现的数字只能保留一次。


示例1

输入: 1->1->2

输出: 1->2


示例2

输入: 1->1->2->3->3

输出: 1->2->3



实战二:

给定一个排序链表,删除所有重复的节点,留原始链表有过重复的数字一个也不留。

示例1

输入: 1->2->3->3->4->4->5

输出: 1->2->5

示例2

输入: 1->1->1->2->3

输出: 2->3



实战三:

给定两个有序链表(升序),合并为一个新的有序链表并返回。

示例1

输入:1->2>4->8

  1->3->3->5->5

输出:1->1->2->3->3->4->5->5->8

示例2

输入:0->2>4->8

  1->3->5->7->9

输出:0->1->2->3->4->5->6->7->8->9



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