20220614@list(列表)

列表是一种非连续的存储容器，由多个节点组成，节点通过一些变量记录彼此之间的关系，列表有多种实现方法，如单链表、双链表等。

列表的原理可以这样理解：假设 A、B、C 三个人都有电话号码，如果 A 把号码告诉给 B，B 把号码告诉给 C，这个过程就建立了一个单链表结构，如下图所示。

![](/media/202206/2022-06-14_185625_862315.png)

如果在这个基础上，再从 C 开始将自己的号码告诉给自己所知道号码的主人，这样就形成了双链表结构，如下图所示。

![](/media/202206/2022-06-14_185635_295190.png)

那么如果需要获得所有人的号码，只需要从 A 或者 C 开始，要求他们将自己的号码发出来，然后再通知下一个人如此循环，这样就构成了一个列表遍历的过程。

如果 B 换号码了，他需要通知 A 和 C，将自己的号码移除，这个过程就是列表元素的删除操作，如下图所示。

![](/media/202206/2022-06-14_185647_220414.png)

在Go语言中，列表使用 container/list 包来实现，内部的实现原理是双链表，列表能够高效地进行任意位置的元素插入和删除操作。
## 初始化列表
list 的初始化有两种方法：分别是使用 New() 函数和 var 关键字声明，两种方法的初始化效果都是一致的。

- 1) 通过 container/list 包的 New() 函数初始化 list
```go
变量名 := list.New()
```

- 2) 通过 var 关键字声明初始化 list
```go
var 变量名 list.List
```

列表与切片和 map 不同的是，列表并没有具体元素类型的限制，因此，列表的元素可以是任意类型，这既带来了便利，也引来一些问题，例如给列表中放入了一个 interface{} 类型的值，取出值后，如果要将 interface{} 转换为其他类型将会发生宕机。

## 在列表中插入元素
双链表支持从队列前方或后方插入元素，分别对应的方法是 `PushFront` 和 `PushBack`。
**提示**
这两个方法都会返回一个 `*list.Element` 结构，如果在以后的使用中需要删除插入的元素，则只能通过 `*list.Element` 配合 `Remove()` 方法进行删除，这种方法可以让删除更加效率化，同时也是双链表特性之一。

下面代码展示如何给 list 添加元素：
```go
l := list.New()
l.PushBack("fist")
l.PushFront(67)
```
代码说明如下：
第 1 行，创建一个列表实例。
第 3 行，将 fist 字符串插入到列表的尾部，此时列表是空的，插入后只有一个元素。
第 4 行，将数值 67 放入列表，此时，列表中已经存在 fist 元素，67 这个元素将被放在 fist 的前面。

列表插入元素的方法如下表所示。

| 方  法                                                  | 功  能                           |
|-------------------------------------------------------|--------------------------------|
| InsertAfter(v interface {}, mark * Element) * Element | 在 mark 点之后插入元素，mark 点由其他插入函数提供 |
| InsertBefore(v interface {}, mark * Element) *Element | 在 mark 点之前插入元素，mark 点由其他插入函数提供 |
| PushBackList(other *List)                             | 添加 other 列表元素到尾部               |
| PushFrontList(other *List)                            | 添加 other 列表元素到头部               |

## 从列表中删除元素
列表插入函数的返回值会提供一个 `*list.Element` 结构，这个结构记录着列表元素的值以及与其他节点之间的关系等信息，从列表中删除元素时，需要用到这个结构进行快速删除。

列表操作元素：
```go
package main
import "container/list"
func main() {
    l := list.New()
    // 尾部添加
    l.PushBack("canon")
    // 头部添加
    l.PushFront(67)
    // 尾部添加后保存元素句柄
    element := l.PushBack("fist")
    // 在fist之后添加high
    l.InsertAfter("high", element)
    // 在fist之前添加noon
    l.InsertBefore("noon", element)
    // 使用
    l.Remove(element)
}
```
代码说明如下：
第 6 行，创建列表实例。
第 9 行，将字符串 canon 插入到列表的尾部。
第 12 行，将数值 67 添加到列表的头部。
第 15 行，将字符串 fist 插入到列表的尾部，并将这个元素的内部结构保存到 element 变量中。
第 18 行，使用 element 变量，在 element 的位置后面插入 high 字符串。
第 21 行，使用 element 变量，在 element 的位置前面插入 noon 字符串。
第 24 行，移除 element 变量对应的元素。

下表中展示了每次操作后列表的实际元素情况。

**列表元素操作的过程**

| 操作内容                            | 列表元素                        |
|---------------------------------|-----------------------------|
| l.PushBack("canon")             | canon                       |
| l.PushFront(67)                 | 67, canon                   |
| element := l.PushBack("fist")   | 67, canon, fist             |
| l.InsertAfter("high", element)  | 67, canon, fist, high       |
| l.InsertBefore("noon", element) | 67, canon, noon, fist, high |
| l.Remove(element)               | 67, canon, noon, high       |

## 遍历列表
遍历双链表需要配合 Front() 函数获取头元素，遍历时只要元素不为空就可以继续进行，每一次遍历都会调用元素的 Next() 函数，代码如下所示。
```go
l := list.New()
// 尾部添加
l.PushBack("canon")
// 头部添加
l.PushFront(67)
for i := l.Front(); i != nil; i = i.Next() {
    fmt.Println(i.Value)
}
```
代码输出如下：
>67
canon

代码说明如下：
第 1 行，创建一个列表实例。
第 4 行，将 canon 放入列表尾部。
第 7 行，在队列头部放入 67。
第 9 行，使用 for 语句进行遍历，其中 i:=l.Front() 表示初始赋值，只会在一开始执行一次，每次循环会进行一次 i != nil 语句判断，如果返回 false，表示退出循环，反之则会执行 i = i.Next()。
第 10 行，使用遍历返回的 `*list.Element` 的 `Value` 成员取得放入列表时的原值。