Go標準容器之Ring的使用說明
簡介
Go的標準包Container中包含瞭常用的容器類型,包括conatiner/list,container/heap,container/ring,本篇講解container/ring的使用。
ring包
ring包提供瞭環形鏈表的操作。它僅導出瞭一個類型,Ring:
// Ring表示環形鏈表中的元素。 type Ring struct { Value interface{} // Value類型為interface{},因此可以接受任意類型 } // 創建一個長度為n的環形鏈表 func New(n int) *Ring // 針對環形鏈表中的每一個元素x進行f(x)操作 func (r *Ring) Do(f func(interface{})) // 獲取環形鏈表長度 func (r *Ring) Len() int // 如果r和s在同一環形鏈表中,則刪除r和s之間的元素, // 被刪除的元素組成一個新的環形鏈表,返回值為該環形鏈表的指針(即刪除前,r->Next()表示的元素) // 如果r和s不在同一個環形鏈表中,則將s插入到r後面,返回值為 // 插入s後,s最後一個元素的下一個元素(即插入前,r->Next()表示的元素) func (r *Ring) Link(s *Ring) *Ring // 移動 n % r.Len() 個位置,n正負均可 func (r *Ring) Move(n int) *Ring // 返回下一個元素 func (r *Ring) Next() *Ring // 返回前一個元素 func (r *Ring) Prev() *Ring // 刪除r後面的 n % r.Len() 個元素 func (r *Ring) Unlink(n int) *Ring
示例
Ring的用法
package main import ( "container/ring" "fmt" ) func main() { const rLen = 3 // 創建新的Ring r := ring.New(rLen) for i := 0; i < rLen; i++ { r.Value = i r = r.Next() } fmt.Printf("Length of ring: %d\n", r.Len()) // Length of ring: 3 // 該匿名函數用來打印Ring中的數據 printRing := func(v interface{}) { fmt.Print(v, " ") } r.Do(printRing) // 0 1 2 fmt.Println() // 將r之後的第二個元素的值乘以2 r.Move(2).Value = r.Move(2).Value.(int) * 2 r.Do(printRing) // 0 1 4 fmt.Println() // 刪除 r 與 r+2 之間的元素,即刪除 r+1 // 返回刪除的元素組成的Ring的指針 result := r.Link(r.Move(2)) r.Do(printRing) // 0 4 fmt.Println() result.Do(printRing) // 1 fmt.Println() another := ring.New(rLen) another.Value = 7 another.Next().Value = 8 // 給 another + 1 表示的元素賦值,即第二個元素 another.Prev().Value = 9 // 給 another - 1 表示的元素賦值,即第三個元素 another.Do(printRing) // 7 8 9 fmt.Println() // 插入another到r後面,返回插入前r的下一個元素 result = r.Link(another) r.Do(printRing) // 0 7 8 9 4 fmt.Println() result.Do(printRing) // 4 0 7 8 9 fmt.Println() // 刪除r之後的三個元素,返回被刪除元素組成的Ring的指針 result = r.Unlink(3) r.Do(printRing) // 0 4 fmt.Println() result.Do(printRing) // 7 8 9 fmt.Println() }
模擬約瑟夫問題
環形列表可以模擬約瑟夫問題。約瑟夫問題描述如下:
來自百度:
據說著名猶太歷史學傢 Josephus有過以下的故事:在羅馬人占領喬塔帕特後,39 個猶太人與Josephus及他的朋友躲到一個洞中,39個猶太人決定寧願死也不要被敵人抓到,於是決定瞭一個自殺方式,41個人排成一個圓圈,由第1個人開始報數,每報數到第3人該人就必須自殺,然後再由下一個重新報數,直到所有人都自殺身亡為止。然而Josephus 和他的朋友並不想遵從。首先從一個人開始,越過k-2個人(因為第一個人已經被越過),並殺掉第k個人。接著,再越過k-1個人,並殺掉第k個人。這個過程沿著圓圈一直進行,直到最終隻剩下一個人留下,這個人就可以繼續活著。問題是,給定瞭和,一開始要站在什麼地方才能避免被處決?Josephus要他的朋友先假裝遵從,他將朋友與自己安排在第16個與第31個位置,於是逃過瞭這場死亡遊戲。
用代碼模擬如下:
package main import ( "container/ring" "fmt" ) type Player struct { position int // 位置 alive bool // 是否存活 } func main() { const ( playerCount = 41 // 玩傢人數 startPos = 1 // 開始報數位置 ) deadline := 3 r := ring.New(playerCount) // 設置所有玩傢初始值 for i := 1; i <= playerCount; i++ { r.Value = &Player{i, true} r = r.Next() } // 如果開始報數的位置不為1,則設置開始位置 if startPos > 1 { r = r.Move(startPos - 1) } counter := 1 // 報數從1開始,因為下面的循環從第二個開始計算 deadCount := 0 // 死亡人數,初始值為0 for deadCount < playerCount { // 直到所有人都死亡,否則循環一直執行 r = r.Next() // 跳到下一個人 // 如果是活著的人,則報數 if r.Value.(*Player).alive { counter++ } // 如果報數為deadline,則此人淘汰出局 if counter == deadline { r.Value.(*Player).alive = false fmt.Printf("Player %d died!\n", r.Value.(*Player).position) deadCount++ counter = 0 // 報數置成0 } } }
輸出如下,可以看到16和31是最後兩個出隊列的,因此Josephus將他的朋友與自己安排在第16個與第31個位置是安全的。
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補充:go語言中container容器數據結構heap、list、ring
heap堆的使用:
package main import ( "container/heap" "fmt" ) type IntHeap []int //我們自定義一個堆需要實現5個接口 //Len(),Less(),Swap()這是繼承自sort.Interface //Push()和Pop()是堆自已的接口 //返回長度 func (h *IntHeap) Len() int { return len(*h); } //比較大小(實現最小堆) func (h *IntHeap) Less(i, j int) bool { return (*h)[i] < (*h)[j]; } //交換值 func (h *IntHeap) Swap(i, j int) { (*h)[i], (*h)[j] = (*h)[j], (*h)[i]; } //壓入數據 func (h *IntHeap) Push(x interface{}) { //將數據追加到h中 *h = append(*h, x.(int)) } //彈出數據 func (h *IntHeap) Pop() interface{} { old := *h; n := len(old); x := old[n-1]; //讓h指向新的slice *h = old[0: n-1]; //返回最後一個元素 return x; } //打印堆 func (h *IntHeap) PrintHeap() { //元素的索引號 i := 0 //層級的元素個數 levelCount := 1 for i+1 <= h.Len() { fmt.Println((*h)[i: i+levelCount]) i += levelCount if (i + levelCount*2) <= h.Len() { levelCount *= 2 } else { levelCount = h.Len() - i } } } func main() { a := IntHeap{6, 2, 3, 1, 5, 4}; //初始化堆 heap.Init(&a); a.PrintHeap(); //彈出數據,保證每次操作都是規范的堆結構 fmt.Println(heap.Pop(&a)); a.PrintHeap(); fmt.Println(heap.Pop(&a)); a.PrintHeap(); heap.Push(&a, 0); heap.Push(&a, 8); a.PrintHeap(); }
list鏈表的使用:
package main; import ( "container/list" "fmt" ) func printList(l *list.List) { for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() { fmt.Print(e.Value, " "); } fmt.Println(); } func main() { //創建一個鏈表 l := list.New(); //鏈表最後插入元素 a1 := l.PushBack(1); b2 := l.PushBack(2); //鏈表頭部插入元素 l.PushFront(3); l.PushFront(4); printList(l); //取第一個元素 f := l.Front(); fmt.Println(f.Value); //取最後一個元素 b := l.Back(); fmt.Println(b.Value); //獲取鏈表長度 fmt.Println(l.Len()); //在某元素之後插入 l.InsertAfter(66, a1); //在某元素之前插入 l.InsertBefore(88, a1); printList(l); l2 := list.New(); l2.PushBack(11); l2.PushBack(22); //鏈表最後插入新鏈表 l.PushBackList(l2); printList(l); //鏈表頭部插入新鏈表 l.PushFrontList(l2); printList(l); //移動元素到最後 l.MoveToBack(a1); printList(l); //移動元素到頭部 l.MoveToFront(a1); printList(l); //移動元素在某元素之後 l.MoveAfter(b2, a1); printList(l); //移動元素在某元素之前 l.MoveBefore(b2, a1); printList(l); //刪除某元素 l.Remove(a1); printList(l); }
ring環的使用:
package main; import ( "container/ring" "fmt" ) func printRing(r *ring.Ring) { r.Do(func(v interface{}) { fmt.Print(v.(int), " "); }); fmt.Println(); } func main() { //創建環形鏈表 r := ring.New(5); //循環賦值 for i := 0; i < 5; i++ { r.Value = i; //取得下一個元素 r = r.Next(); } printRing(r); //環的長度 fmt.Println(r.Len()); //移動環的指針 r.Move(2); //從當前指針刪除n個元素 r.Unlink(2); printRing(r); //連接兩個環 r2 := ring.New(3); for i := 0; i < 3; i++ { r2.Value = i + 10; //取得下一個元素 r2 = r2.Next(); } printRing(r2); r.Link(r2); printRing(r); }
以上為個人經驗,希望能給大傢一個參考,也希望大傢多多支持WalkonNet。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。
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