[Go]鏈表的相關知識

　　切片有着佔用內存少喝建立便捷等特色，但它本質上仍是數組。切片的一大好處是能夠經過窗口快速地定位並獲取或者修改底層數組中的元素。不過當刪除切片中的元素的時候就沒那麼簡單了。元素複製通常是免不了的，就算只刪除一個元素有時也會形成大量元素的移動。另外一方面在切片被頻繁擴容的狀況下，新的底層數組會不斷產生，這時的內存分配的量以及元素複製的次數可能就很可觀了。尤爲是當沒有一個合理、有效的縮容策略的時候，舊的底層數組沒法被回收，新的底層數組中也會有大量無用的元素槽位。過分的內存浪費不但會下降程序的性能，還可能會使內存溢出，並致使程序本奔潰。

　　因而可知正確的使用切片很重要。那提到數組時，常常會想到鏈表。Go語言的鏈表實如今其標準庫的container/list代碼包中，這個包包含了兩個公開的程序實體：List和Element。前者實現了一個雙向鏈表，後者表明了鏈表中元素的結構。

　　List和Element都是結構體類型，結構體類型有一個特色，那就是它們的零值都會說擁有其特定結構，但沒有任何定製化內容的值。這樣值中可以的字段也都會被分別賦予各自類型的零值。廣義來說，所謂的零值就是指作了聲明，但未作初始化的變量，被賦予缺省值。

　　例如 var a [2]int聲明的是變量a的值將會是一個包含了兩個0的整數數組。

　　那 var l list.list聲明的變量l的值將會是什麼呢？這個零值將會是一個長度爲0的鏈表，這個鏈表持有的根元素也將會是一個空殼，其中只會包含缺省的內容。這個鏈表能夠直接拿來用（開箱即用）

 

一、能夠把本身生成的Element類型值傳給鏈表嗎？

func (l *List) MoveBefore (e, mark *Element)  //把給定的元素移動到另外一個元素前面
func (l *List) MoveAfter (e, mark *Element)   //把給定的元素移動到另外一個元素後面
func (l *List) MoveToFront (e *Element)       //把給定的元素移動到鏈表的最前端
func (l *List) MoveToBack (e *Element)        //把給定的元素移動到鏈表的最後端

　　若是本身生成一個這樣的值，而後把它做爲給定的元素傳給鏈表的這些方法，那鏈表會接受它嗎？

　　答案是不接受，這些方法不會對鏈表作任何改動。由於本身生成的Element值並不在鏈表中，因此也就談不上在鏈表中移動元素。更況且鏈表不容許咱們把本身生成的Element值插入其中

　　在List包含的方法中，用於插入新元素的那些方法都只接受 interface{} 類型的值，這些方法在內部會使用Element值包裝接受到的新元素。這樣作正是爲了不直接使用咱們本身生成的元素，主要緣由是避免鏈表的內部關聯遭到外界破壞。

func (l *List) Front() *Element //獲取鏈表中最前端和最後端的元素
func (l *List) Front() *Element //獲取鏈表中最前端和最後端的元素

func (l *List) InsertBefore (v interface{}, mark *Element) *Element  //在指定的元素以前插入元素
func (l *List) InsertAfter (v interface{}, mark *Element) *Element   //在指定的元素以後插入元素

func (l *List) PushFornt(v interface{}) *Element //在鏈表最前端插入元素
func (l *List) PushFornt(v interface{}) *Element //在鏈表最後端插入元素

·　　上述的方法都會被一個Element值的指針做爲結果返回，它們就是鏈表給的安全接口，拿到這些內部元素的指針，就能夠調用前面提到的那些用於移動元素的方法了。

 

二、鏈表爲何能夠作到開箱即用？

　　經過語句var l list.list聲明的鏈表l能夠直接使用麼，這是怎麼作到的

　　List這個結構體類型有兩個字段，一個是Element類型的字段root，表明根元素，另外一個是int類型的字段len，存儲鏈表的長達，它們都是包級私有的，也就是使用者沒法查看和修改它們。

　　像前面那樣聲明的l ，其字段root和len都會被賦予相應的零值。len的零值是0，正好能夠證實該鏈表還未包含任何元素

　　Element類型包含了幾個包級私有字段，分別用於存儲前一個元素、後一個元素以及所屬鏈表的指針值。另外還有一個叫Value的公開的字段，該字段的做用就是持有元素的實際值，它是interface{}類型。在Element類型的零值中，這些字段的值都會是nil。

　　其實單憑這樣一個l是沒法正常運做的，關鍵在於其「延遲初始化」機制，即把初始化操做延後，僅在實際須要時才進行

　　在鏈表實現中，一些方法是無需對是否初始化判斷的，好比Front方法和Back方法，一旦發現鏈表長度爲0就直接返回nil就行了。

　　緣由在於鏈表的PushFront方法、PushBack方法、PushBackList方法以及PushFrontList方法總會先判斷鏈表的狀態，並在必要時進行初始。

　　當向一個空的鏈表中添加新元素時，確定會調用這四個方法中的一個，這時新元素中指向所屬鏈表的指針必定會被設定爲當前鏈表的指針。因此指針相等是鏈表已經初始化的充分必要條件

 

 

三、Ring與List的區別在哪？

　　container/ring包中的Ring類型實現的是一個循環鏈表，即環，其實List在內部也是一個循環鏈表，它的根元素永遠不會持有任何實際的元素值，而該元素的存在，就是爲了鏈接這個循環鏈表的首尾兩端。

　　其主要區別有如下幾點：

　　　　1）Ring類型的數據結構僅由它自身便可表明，而List類型則須要由它以及Element類型聯合表示，這是表示方式上的不一樣，也是結構複雜度上的不一樣

　　　　2）一個Ring類型嚴格來說只表明了其所屬的循環鏈表的一個元素，而一個List類型的值則表明了一個完整的鏈表，這是表示維度上的不一樣

　　　　3）在建立並初始化一個Ring值時，可指定它包含的元素數量，但List值卻不能這麼作

　　　　4）僅經過 var r ring.Ring語句聲明的r將會是一個長度爲1的循環鏈表，而List類型的零值則是一個長度爲0的鏈表。

　　　　5）Ring值的Len方法的算法複雜度是O(N)，List值的算法複雜度是O(1)