Go | 初步了解「列表」型別

💬 簡介

在程式設計中，「列表」型別是一個非常常用的資料結構，它可以幫助我們儲存和管理一組有序的資料。在 Go 語言中，我們常用兩種資料結構來實現列表：切片（slice）和雙向鏈結串列（container/list）。這兩者各有優缺點，適用於不同的情境。

本文將介紹 Go 中的列表型別，並深入探討切片和雙向鏈結串列的差異及使用場景。

圖片來源：Gophers（地鼠造型的原創者為 Renee French）

✨ 切片：Go 語言中的靈活列表

切片（slice） 是 Go 語言中一種非常靈活的資料結構。與陣列不同，切片可以動態增長和縮小。它不僅是對陣列的一層封裝，更具彈性，特別適用於動態大小的資料處理。

1️⃣ 宣告與初始化切片

我們可以用 [] 宣告切片，並使用 append 函式動態地添加元素。

• 範例：創建與初始化切片

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  package main import "fmt" func main() { var numbers []int numbers = append(numbers, 1, 2, 3) fmt.Println(numbers) // 輸出: [1 2 3] }

  📝 在這個範例中，我們創建了一個空的切片並使用 append 向切片中添加元素。

2️⃣ 訪問切片的元素

與陣列類似，可以使用索引來訪問切片的元素。

• 範例：訪問切片元素

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  package main import "fmt" func main() { numbers := []int{1, 2, 3, 4} fmt.Println(numbers[2]) // 輸出: 3 }

  📝 這個範例中，我們通過索引訪問了切片中的第三個元素。

3️⃣ 切片的增長與調整

切片可以隨著需要自動增長，並且提供了多種靈活的操作方法。

• 範例：調整切片大小

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  package main import "fmt" func main() { numbers := []int{1, 2, 3, 4, 5} numbers = append(numbers, 6) // 添加元素 fmt.Println(numbers) // 輸出: [1 2 3 4 5 6] }

  📝 在這個範例中，我們使用 append 函式將元素添加到切片的末尾，切片會自動擴展。

🔄 列表的其他實現：container/list

除了使用切片來實現列表，Go 還提供了一個名為 container/list 的標準庫包，實現了雙向鏈結串列。雙向鏈結串列的最大優勢在於其插入與刪除元素的操作非常高效，特別是當元素需要經常被插入或刪除時。

1️⃣ 使用 container/list 創建雙向鏈結串列

首先，必須引入 container/list 包，並使用它來創建一個雙向鏈結串列。

• 範例：初始化一個空的鏈結串列

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  package main import ( "container/list" "fmt" ) func main() { // 創建一個空的雙向鏈結串列 l := list.New() // 向鏈結串列中添加元素 l.PushBack(1) // 在末尾插入 l.PushFront(2) // 在開頭插入 // 遍歷並輸出鏈結串列中的元素 for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() { fmt.Println(e.Value) } }

  📝 在這個範例中，我們使用 PushBack 向串列尾部插入元素，並使用 PushFront 向串列頭部插入元素。最後通過 l.Front() 遍歷鏈結串列中的元素。

2️⃣ 插入與刪除操作

與切片相比，container/list 使得插入與刪除元素變得更加高效，特別是在中間插入或刪除元素時。

• 範例：在中間插入元素

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  package main import ( "container/list" "fmt" ) func main() { // 初始化鏈結串列 l := list.New() // 添加元素 e1 := l.PushBack(1) e2 := l.PushBack(2) // 在中間插入元素 l.InsertBefore(3, e2) // 在 e2 前插入 3 l.InsertAfter(4, e1) // 在 e1 後插入 4 // 輸出結果 for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() { fmt.Println(e.Value) } }

  📝 在這個範例中，我們使用 InsertBefore 和 InsertAfter 在特定位置插入元素，這些操作比在切片中間進行插入操作更加高效。

🚀 切片與 container/list 的比較

切片（Slice）

• 優勢：
  • 查詢速度非常快，適合隨機存取元素。
  • 記憶體空間連續，處理大量資料時更為高效。
  • 靈活，可以動態增減元素。
• 限制：
  • 插入或刪除中間元素的效率較低，因為必須調整切片中元素的位置。

雙向鏈結串列（container/list）

• 優勢：
  • 插入和刪除元素的操作非常高效，特別是對中間元素的操作。
  • 更適合頻繁增刪元素的場景。
• 限制：
  • 查詢速度較慢，必須遍歷串列中的每個元素。
  • 記憶體佔用較高，因為每個元素需要存儲指向前後元素的指標。

何時選擇使用

• 如果你的應用需要頻繁操作（插入、刪除）中間元素，則 container/list 是更好的選擇。
• 如果你的應用需要高效的隨機訪問並且較少進行插入或刪除操作，那麼切片將是更理想的選擇。

🎯總結

切片和雙向鏈結串列（container/list）是 Go 中常用的兩種列表實現方式，各自有其優勢和限制。理解它們的特性和使用場景，能幫助你更好地選擇最適合你的應用需求的資料結構。

在實際開發中，選擇哪種資料結構取決於操作的需求：如果你需要頻繁進行插入或刪除操作，container/list 是個不錯的選擇；如果你主要需要處理動態資料並且訪問速度至關重要，則切片更為合適。

最後建議回顧一下 Go | 菜鳥教學 目錄，了解其章節內容。

註：以上參考了
Go
Go-container/list