第二节 双向链表的GO语言实现

一、什么是双向链表

和单链表比较，双向链表的元素不但知道自己的下线，还知道自己的上线（越来越像传销组织了）。小煤车开起来，图里面可以看出，每个车厢除了一个指向后面车厢的箭头外，还有一个指向前面车厢的箭头（车头、车尾除外）。车头只有指向后面车厢的箭头，车尾只有指向前面车厢的箭头。

二、双向链表与Go的对应结构

1、节点

我们先把车厢分解开来。每节车厢都由煤炭、车体、拉前车厢绳索、拉后车厢绳索这4部分组成。车体是我们的运输工具，在Go语言里我们用结构提DNode表示；煤炭代表运的货物，用data变量表示；拉前车厢绳索和拉后车厢绳索我们分别用指针prev和next表示。这样一节车厢，用Go语言描述如下:

    type DNode struct {
     data Object
     prev *DNode
     next *DNode
    }

2、双向链表

一个运煤车队就是一个双向链表。车队要有车头、车厢、车尾，作为车队的负责人还得知道车队有多长。在Go语言里，车队用结构体DList表示，车头用head变量表示，车位用tail变量表示，车队长度就用size来表示，把这些表示合起来：

    type DList struct {
     size uint64
     head *DNode
     tail *DNode
    }

结构讲完了，下面讲讲如何增加、减少车厢，也就是双向链表的接口。

三、接口说明及实现

接口主要分为这几类。一个是双向链表本身的，还有一类是节点的。链表本身的还分为公开和私有两种。下面我们就详细聊聊这些接口。

1、初始化链表Init

双向链表的初始化，可以理解成大卫哥准备买一个车队准备运煤。第一步，得获得国家有关部门的批准，有了批准大卫哥就可以买车厢运煤了。但是，批准下来的时候，大卫哥的车队啥都没有，没有车头、车尾，连一节车厢也没有。Go语言代码实现：

    func (dList *DList) Init() {
     _dList := *(dList)
     _dList.size = 0     // 没车厢
     _dList.head = nil   // 没车头
     _dList.tail = nil   // 没车尾
    }

2、新增数据Append

大卫哥新买了车厢，买好的车厢要挂到车队后面。第一节车厢就是车头。

    func (dList *DList) Append(data Object) {
        newNode := new(DNode)
        (*newNode).data =  data

        if (*dList).GetSize() == 0 { // 买个车头
            (*dList).head = newNode
            (*dList).tail = newNode
            (*newNode).prev = nil
            (*newNode).next = nil
        } else { //  挂在车队尾部
            (*newNode).prev = (*dList).tail
            (*newNode).next = nil
            (*((*dList).tail)).next = newNode
            (*dList).tail = newNode
        }

        (*dList).size++;
    }

3、在节点后面插入数据InsertNext

有时候，车厢不是放在车队尾巴，而是要放在中间，比如都是运苹果的车厢最好放一起。

    func (dList *DList) InsertNext(elmt *DNode, data Object) bool {
        if elmt == nil { // apend
            return false
        }

        if dList.isTail(elmt) { // 恰好在车队尾巴
            dList.Append(data)
        } else {
            newNode := new(DNode)
            (*newNode).data =  data
            (*newNode).prev = elmt
            (*newNode).next = (*elmt).next

            (*elmt).next = newNode
            (*((*newNode).next)).prev = newNode
            (*dList).size++;
        }

        return true
    }

5、在节点前面插入数据InsertPrev

在节点前面插入数据，可以理解为在当前节点前一个节点的后面插入数据。

    func (dList *DList) InsertPrev(elmt *DNode, data Object) bool {
        if elmt == nil {
            return false
        }

        if dList.isHead(elmt) {  // 如果是新增一个车头就特殊处理
            newNode := new(DNode)
            (*newNode).data = data
            (*newNode).next = dList.GetHead()
            (*newNode).prev = nil

            (*(dList.head)).prev = newNode
            dList.head = newNode
            dList.size++
            return true
        } else {
            prev := (*elmt).prev
            return dList.InsertNext(prev, data)
        }
    }

这里的isHead就是判断节点是否是车头，后面大卫哥会介绍。

6、删除一个节点Remove

有些车厢出现问题需要维修，就要把它从车队里卸下来。

    func (dList *DList) Remove(elmt *DNode) Object {
        if elmt == nil {
            return false
        }

        prev := (*elmt).prev
        next := (*elmt).next

        if dList.isHead(elmt) {
            dList.head = next
        } else {
            (*prev).next = next
        }

        if dList.isTail(elmt) {
            dList.tail = prev
        } else {
            (*next).prev = prev
        }

        dList.size--

        return (*elmt).GetData()
    }

卸下来后，车厢里的数据还是要保留的。

7、查找指定数据所在的节点Search

比如说，要找到苹果在哪节车厢。就要用到查找功能了。

    func (dList *DList) Search(data Object, yourMatch ...MatchFun) *DNode {
        if dList.GetSize() == 0 {
            return nil
        }

        match := defaultMatch
        if len(yourMatch) > 0 {
            match = yourMatch[0]
        }

        node := dList.GetHead()
        for ; node != nil; node = node.GetNext() {
            if match(node.GetData(), data) == 0 {
                break
            }
        }

        return node
    }

match是匹配函数，定义如下：

    type MatchFun func (data1 Object, data2 Object) int

如果data1和data2相等就返回0，data1大于data2就返回正数，小于就返回负数。

8、获取链表长度GetSize

    func (dList *DList) GetSize() uint64 {
     return (*dList).size
    }

9、获取头部节点GetHead

    func (dList *DList) GetHead() *DNode {
     return (*dList).head
    }

10、获取尾部节点GetTail

    func (dList *DList) GetTail() *DNode {
     return (*dList).tail
    }

11、节点是否是头部节点isHead

    func (dList *DList) isHead(elmt *DNode) bool {
     return dList.GetHead() == elmt
    }

12、节点是否是列表尾部isTail

    func (dList *DList) isTail(elmt *DNode) bool {
     return dList.GetTail() == elmt
    }

13、获取节点内数据GetData

    func (dNode *DNode) GetData() Object {
     return (*dNode).data
    }

这个是节点的方法，不是链表的。用来获取车厢内装的是什么。

14、获取下一个节点GetNext

    func (dNode *DNode) GetNext() *DNode {
     return (*dNode).next
    }

这个也是节点的方法，帮助车厢找到下一节车厢。

15、获取前一个节点GetPrev

    func (dNode *DNode) GetPrev() *DNode {
     return (*dNode).prev
    }

这里同样是节点的方法。用来找到上一节车厢。

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