golang實現(xiàn)常用集合原理介紹
golang本身對常用集合的封裝還是比較少的,主要有數(shù)組(切片)、雙向鏈表、堆等。在工作中可能用到其他常用的集合,于是我自己對常用的集合進(jìn)行了封裝,并對原理做了簡單介紹,代碼庫地址:https://github.com/chentaihan/container,代碼都是經(jīng)過測試的,歡迎下載使用,反饋的問題我會第一時間修復(fù)
ArraySort排序數(shù)組
ArraySort使用數(shù)組保存數(shù)據(jù),新增的時候通過類似二分查找找到插入位置,插入位置后面的數(shù)據(jù)往后移動一位,插入新元素,查找就是二分查找,刪除就是通過二分查找找到對應(yīng)的元素,之后的元素都向前移動一位。時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(n) |
| 刪除 | O(n) |
| 查找 | O(logn) |
LinkList單鏈表
通過鏈表頭指針和鏈表尾兩個指針將所有元素鏈接在一起,可以快速的在表頭和表尾插入元素,刪除和查找都是遍歷鏈表,查找對應(yīng)的元素,刪除還需要改變指針指向。時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(1) |
| 刪除 | O(n) |
| 查找 | O(n) |
Queue循環(huán)隊列
隊列先進(jìn)先出,循環(huán)隊列采用數(shù)組保存元素,以循環(huán)的方式在數(shù)組中添加元素,當(dāng)數(shù)組寫滿之后自動擴(kuò)容,元素個數(shù)小于1M時二倍擴(kuò)容,大于等于1M時每次加1M,刪除元素的時候需要將對應(yīng)的位置賦值為空指針,方便被刪除的元素被回收。時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 進(jìn)隊列 | O(1) |
| 出隊列 | O(1) |
QueueLink鏈表隊列
隊列先進(jìn)先出,實現(xiàn)和單鏈表類似,進(jìn)棧是在表尾添加元素,出棧就是表頭出棧,即表頭指向表頭的下一個元素,相對數(shù)組實現(xiàn)的循環(huán)隊列,鏈表隊列不存在擴(kuò)容的問題,但每個元素多了一個指針。時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 進(jìn)隊列 | O(1) |
| 出隊列 | O(1) |
PriorityQueue優(yōu)先級隊列
優(yōu)先級隊列采用小堆實現(xiàn),小堆采用數(shù)組保存數(shù)據(jù),按照完全二叉樹的方式操作數(shù)據(jù),每個節(jié)點的值都小于等于左右子節(jié)點的值,保證了每次出隊的都是最小值,即按照順序出隊。
時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 進(jìn)隊列 | O(logn) |
| 出隊列 | O(logn) |
Stack棧
棧先進(jìn)后出,采用數(shù)組保存元素,每次進(jìn)棧的是棧頂元素,出棧的也是棧頂元素,當(dāng)數(shù)組寫滿之后自動擴(kuò)容,元素個數(shù)小于1M時二倍擴(kuò)容,大于等于1M時每次加1M。時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 進(jìn)棧 | O(1) |
| 出棧 | O(1) |
StackLink鏈表棧
隊列先進(jìn)先出,采用單鏈表保存數(shù)據(jù),進(jìn)棧是在表頭添加元素,出棧就是表頭出棧,即表頭指向表頭的下一個元素,相對數(shù)組實現(xiàn)的循環(huán)隊列,鏈表隊列不存在擴(kuò)容的問題,但每個元素多了一個指針。時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 進(jìn)棧 | O(1) |
| 出棧 | O(1) |
Map
對golang的map簡單封裝,增加了一些方法。對于golang中map的實現(xiàn)原理請看我的這篇文章:http://www.rzrgm.cn/hlxs/p/10408961.html,時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(1) |
| 修改 | O(1) |
| 查詢 | O(1) |
| 刪除 | O(1) |
MapSync同步map
就是map+讀寫鎖,時間復(fù)雜度和map一樣
LinkMap
雙向鏈表 + map,雙向鏈表按照順序保存新增的元素,可以按照添加的順序遍歷數(shù)據(jù),增刪改查時間復(fù)雜度都和map一樣
TreeMap
通過二叉搜索樹保存數(shù)據(jù),后面會詳細(xì)介紹二叉搜索樹,使用二叉搜索樹就不存在擴(kuò)容的問題,hashmap則存在擴(kuò)容的問題,時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(logn) |
| 修改 | O(logn) |
| 查詢 | O(logn) |
| 刪除 | O(logn) |
LRU
lru的實現(xiàn)原理其實和LinkMap幾乎一樣,只不過lru在修改或是查詢的時候都會將被訪問的元素移到鏈表的表頭,表尾的數(shù)據(jù)是最先被淘汰的,時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(1) |
| 修改 | O(1) |
| 查詢 | O(1) |
| 刪除 | O(1) |
BinaryTree二叉搜索樹
提供二叉搜索樹的增刪改查功能,刪除相對復(fù)雜點,時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(logn) |
| 修改 | O(logn) |
| 查詢 | O(logn) |
| 刪除 | O(logn) |
heap大堆
堆是對golang本身container/heap的簡單封裝,大堆中某個節(jié)點的值總是不大于其父節(jié)點的值;堆總是一棵完全二叉樹。,時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(logn) |
| 查詢 | O(n) |
| 刪除 | O(logn) |
heap小堆
堆是對golang本身container/heap的簡單封裝,小堆中某個節(jié)點的值總是不小于其父節(jié)點的值;堆總是一棵完全二叉樹。,時間復(fù)雜度如下:
| 功能 | 時間復(fù)雜度 |
|---|---|
| 新增 | O(logn) |
| 查詢 | O(n) |
| 刪除 | O(logn) |
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