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golang项目中有哪些常见的数据结构

发布时间:2021-03-03 15:29:38 来源:亿速云 阅读:244 作者:Leah 栏目:开发技术

本篇文章为大家展示了golang项目中有哪些常见的数据结构,内容简明扼要并且容易理解,绝对能使你眼前一亮,通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

什么是golang

golang 是Google开发的一种静态强类型、编译型、并发型,并具有垃圾回收功能的编程语言,其语法与 C语言相近,但并不包括如枚举、异常处理、继承、泛型、断言、虚函数等功能。

1 golang常见数据结构实现

1.1 链表

举单链表的例子,双向链表同理只是多了pre指针。

定义单链表结构:

type LinkNode struct {	Data int64	NextNode *LinkNode }

构造链表及打印链表:

func main() {	node := new(LinkNode)	node.Data = 1	node1 := new(LinkNode)	node1.Data = 2	node.NextNode = node1 // node1 链接到 node 节点上	node2 := new(LinkNode)	node2.Data = 3	node1.NextNode = node2 // node2 链接到 node1 节点上	// 顺序打印。把原链表头结点赋值到新的NowNode上	// 这样仍然保留了原链表头结点node不变	nowNode := node	for nowNode != nil {	fmt.Println(nowNode.Data)	// 获取下一个节点。链表向下滑动	nowNode = nowNode.NextNode	} }

1.2 可变数组

可变数组在各种语言中都非常常用,在golang中,可变数组语言本身已经实现,就是我们的切片slice。

1.3 栈和队列

1.3.1 原生切片实现栈和队列

栈:先进后出,后进先出,类似弹夹

队列:先进先出

golang中,实现并发不安全的栈和队列,非常简单,我们直接使用原生切片即可。

1.3.1.1 切片原生栈实现
func main() {	// 用切片制作一个栈	var stack []int	// 元素1 入栈	stack = append(stack, 1, 5, 7, 2)	// 栈取出最近添加的数据。例如[1,5,7,2] ,len = 4	x := stack[len(stack)-1] // 2	// 切掉最近添加的数据,上一步和这一步模仿栈的pop。	stack = stack[:len(stack)-1] // [1,5,7]	fmt.Printf("%d", x) }
1.3.1.2 切片原生队列实现
func main() {	// 用切片模仿队列	var queue []int	// 进队列	queue = append(queue, 1, 5, 7, 2)	// 队头弹出,再把队头切掉,模仿队列的poll操作	cur := queue[0]	queue = queue[1:]	fmt.Printf("%d", cur) }
1.3.2 *并发安全的栈和队列
1.3.2.1 切片实现并发安全的栈并发安全的栈
// 数组栈,后进先出 type Mystack struct {  array []string // 底层切片  size int // 栈的元素数量  lock sync.Mutex // 为了并发安全使用的锁 }

入栈

// 入栈 func (stack *Mytack) Push(v string) {  stack.lock.Lock()  defer stack.lock.Unlock()  // 放入切片中,后进的元素放在数组最后面  stack.array = append(stack.array, v)  // 栈中元素数量+1  stack.size = stack.size + 1 }

出栈

1、如果切片偏移量向前移动 stack.array[0 : stack.size-1],表明最后的元素已经不属于该数组了,数组变相的缩容了。此时,切片被缩容的部分并不会被回收,仍然占用着空间,所以空间复杂度较高,但操作的时间复杂度为:O(1)。

2、如果我们创建新的数组 newArray,然后把老数组的元素复制到新数组,就不会占用多余的空间,但移动次数过多,时间复杂度为:O(n)。

func (stack *Mystack) Pop() string {  stack.lock.Lock()  defer stack.lock.Unlock()  // 栈中元素已空  if stack.size == 0 {  panic("empty")  }  // 栈顶元素  v := stack.array[stack.size-1]  // 切片收缩,但可能占用空间越来越大  //stack.array = stack.array[0 : stack.size-1]  // 创建新的数组,空间占用不会越来越大,但可能移动元素次数过多  newArray := make([]string, stack.size-1, stack.size-1)  for i := 0; i < stack.size-1; i++ {  newArray[i] = stack.array[i]  }  stack.array = newArray  // 栈中元素数量-1  stack.size = stack.size - 1  return v }

获取栈顶元素

// 获取栈顶元素 func (stack *Mystack) Peek() string {  // 栈中元素已空  if stack.size == 0 {  panic("empty")  }  // 栈顶元素值  v := stack.array[stack.size-1]  return v }

获取栈大小和判定是否为空

// 栈大小 func (stack *Mystack) Size() int {  return stack.size } // 栈是否为空 func (stack *Mystack) IsEmpty() bool {  return stack.size == 0 }
1.3.2.2 切片实现并发安全的队列队列结构
// 数组队列,先进先出 type Myqueue struct {  array []string // 底层切片  size int // 队列的元素数量  lock sync.Mutex // 为了并发安全使用的锁 }

入队

// 入队 func (queue *Myqueue) Add(v string) {  queue.lock.Lock()  defer queue.lock.Unlock()  // 放入切片中,后进的元素放在数组最后面  queue.array = append(queue.array, v)  // 队中元素数量+1  queue.size = queue.size + 1 }

出队

1、原地挪位,依次补位 queue.array[i-1] = queue.array[i],然后数组缩容:queue.array = queue.array[0 : queue.size-1],但是这样切片缩容的那部分内存空间不会释放。

2、创建新的数组,将老数组中除第一个元素以外的元素移动到新数组。

// 出队 func (queue *Myqueue) Remove() string {  queue.lock.Lock()  defer queue.lock.Unlock()  // 队中元素已空  if queue.size == 0 {  panic("empty")  }  // 队列最前面元素  v := queue.array[0]  /* 直接原位移动,但缩容后继的空间不会被释放  for i := 1; i < queue.size; i++ {  // 从第一位开始进行数据移动  queue.array[i-1] = queue.array[i]  }  // 原数组缩容  queue.array = queue.array[0 : queue.size-1]  */  // 创建新的数组,移动次数过多  newArray := make([]string, queue.size-1, queue.size-1)  for i := 1; i < queue.size; i++ {  // 从老数组的第一位开始进行数据移动  newArray[i-1] = queue.array[i]  }  queue.array = newArray  // 队中元素数量-1  queue.size = queue.size - 1  return v }

1.4 字典Map和集合Set

1.4.1 Map

字典也是程序语言经常使用的结构,golang中的字典是其自身实现的map结构。具体操作可以查看语言api

并发安全的map,可以定义结构,结构中有一个map成员和一个锁变量成员,参考并发安全的栈和队列的实现。go语言也实现了一个并发安全的map,具体参考sync.map的api

1.4.2 Set

我们可以借助map的特性,实现一个Set结构。

Set结构

map的值我们不适用,定义为空的结构体struct{}

// 集合结构体 type Set struct {  m map[int]struct{} // 用字典来实现,因为字段键不能重复  len int // 集合的大小  sync.RWMutex // 锁,实现并发安全 }

初始化Set

// 新建一个空集合 func NewSet(cap int64) *Set {  temp := make(map[int]struct{}, cap)  return &Set{  m: temp,  } }

往set中添加一个元素

// 增加一个元素 func (s *Set) Add(item int) {  s.Lock()  defer s.Unlock()  s.m[item] = struct{}{} // 实际往字典添加这个键  s.len = len(s.m) // 重新计算元素数量 }

删除一个元素

// 移除一个元素 func (s *Set) Remove(item int) {  s.Lock()  s.Unlock()  // 集合没元素直接返回  if s.len == 0 {  return  }  delete(s.m, item) // 实际从字典删除这个键  s.len = len(s.m) // 重新计算元素数量 }

查看元素是否在集合set中

// 查看是否存在元素 func (s *Set) Has(item int) bool {  s.RLock()  defer s.RUnlock()  _, ok := s.m[item]  return ok }

查看集合大小

// 查看集合大小 func (s *Set) Len() int {  return s.len }

查看集合是否为空

// 集合是够为空 func (s *Set) IsEmpty() bool {  if s.Len() == 0 {  return true  }  return false }

清除集合所有元素

// 清除集合所有元素 func (s *Set) Clear() {  s.Lock()  defer s.Unlock()  s.m = map[int]struct{}{} // 字典重新赋值  s.len = 0 // 大小归零 }

将集合转化为切片

func (s *Set) List() []int {  s.RLock()  defer s.RUnlock()  list := make([]int, 0, s.len)  for item := range s.m {  list = append(list, item)  }  return list }

1.5 二叉树

二叉树:每个节点最多只有两个儿子节点的树。

满二叉树:叶子节点与叶子节点之间的高度差为 0 的二叉树,即整棵树是满的,树呈满三角形结构。在国外的定义,非叶子节点儿子都是满的树就是满二叉树。我们以国内为准。

完全二叉树:完全二叉树是由满二叉树而引出来的,设二叉树的深度为 k,除第 k 层外,其他各层的节点数都达到最大值,且第 k 层所有的节点都连续集中在最左边。

二叉树结构定义

// 二叉树 type TreeNode struct {  Data string // 节点用来存放数据  Left *TreeNode // 左子树  Right *TreeNode // 右字树 }

树的遍历

1、先序遍历:先访问根节点,再访问左子树,最后访问右子树。

2、后序遍历:先访问左子树,再访问右子树,最后访问根节点。

3、中序遍历:先访问左子树,再访问根节点,最后访问右子树。

4、层次遍历:每一层从左到右访问每一个节点。

// 先序遍历 func PreOrder(tree *TreeNode) {  if tree == nil {  return  }  // 先打印根节点  fmt.Print(tree.Data, " ")  // 再打印左子树  PreOrder(tree.Left)  // 再打印右字树  PreOrder(tree.Right) } // 中序遍历 func MidOrder(tree *TreeNode) {  if tree == nil {  return  }  // 先打印左子树  MidOrder(tree.Left)  // 再打印根节点  fmt.Print(tree.Data, " ")  // 再打印右字树  MidOrder(tree.Right) } // 后序遍历 func PostOrder(tree *TreeNode) {  if tree == nil {  return  }  // 先打印左子树  MidOrder(tree.Left)  // 再打印右字树  MidOrder(tree.Right)  // 再打印根节点  fmt.Print(tree.Data, " ") }

按层遍历:

func Level(head *TreeNode) {	if head == nil {	return	}	// 用切片模仿队列	var queue []*TreeNode	queue = append(queue, head)	for len(queue) != 0 {	// 队头弹出,再把队头切掉,模仿队列的poll操作	cur := queue[0]	queue = queue[1:]	fmt.Printf("%d", (*cur).Data)	// 当前节点有左孩子,加入左孩子进队列	if cur.Left != nil {	queue = append(queue, cur.Left)	}	// 当前节点有右孩子,加入右孩子进队列	if cur.Right != nil {	queue = append(queue, cur.Right)	}	} }

上述内容就是golang项目中有哪些常见的数据结构,你们学到知识或技能了吗?如果还想学到更多技能或者丰富自己的知识储备,欢迎关注亿速云行业资讯频道。

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