feat(queue): implement queue in golang code
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27e4402eca
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76a7e0b232
92
codes/go/chapter_stack_and_queue/array_queue.go
Normal file
92
codes/go/chapter_stack_and_queue/array_queue.go
Normal file
@ -0,0 +1,92 @@
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// File: array_queue.go
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// Created Time: 2022-11-28
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// Author: Reanon (793584285@qq.com)
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package chapter_stack_and_queue
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import (
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"fmt"
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"strings"
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)
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// ArrayQueue 基于环形数组实现的队列, 不支持扩容
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type ArrayQueue struct {
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data []any // 用于存储队列元素的数组
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capacity int // 队列容量(即最多容量的元素个数)
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head int // 头指针,指向队首
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tail int // 尾指针,指向队尾 + 1
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}
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// NewArrayQueue 基于环形数组实现的队列
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func NewArrayQueue(capacity int) *ArrayQueue {
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return &ArrayQueue{
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data: make([]any, capacity),
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capacity: capacity,
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head: 0,
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tail: 0,
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}
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}
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// Size 获取队列的长度
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func (q *ArrayQueue) Size() int {
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size := (q.capacity + q.tail - q.head) % q.capacity
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return size
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}
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// IsEmpty 判断队列是否为空
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func (q *ArrayQueue) IsEmpty() bool {
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return q.tail-q.head == 0
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}
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// Offer 入队
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func (q *ArrayQueue) Offer(v any) {
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// 当 tail == capacity 表示队列已满
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if q.Size() == q.capacity {
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return
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}
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// 尾结点后添加
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q.data[q.tail] = v
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// 尾指针向后移动一位,越过尾部后返回到数组头部
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q.tail = (q.tail + 1) % q.capacity
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}
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// Poll 出队
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func (q *ArrayQueue) Poll() any {
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if q.IsEmpty() {
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return nil
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}
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v := q.data[q.head]
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// 队头指针向后移动,越过尾部后返回到数组头部
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q.head = (q.head + 1) % q.capacity
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return v
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}
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// Peek 访问队首元素
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func (q *ArrayQueue) Peek() any {
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if q.IsEmpty() {
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return nil
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}
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v := q.data[q.head]
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return v
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}
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func (q *ArrayQueue) Print() {
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fmt.Println(q.toString())
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}
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// toString 通过字符串的方式输出
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func (q *ArrayQueue) toString() string {
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// 为空时
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if q.IsEmpty() {
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return "empty items"
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}
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var builder strings.Builder
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size := q.Size()
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str := fmt.Sprintf("%+v", q.data[q.head])
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for i := 1; i < size; i++ {
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builder.WriteString(str + " -> ")
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str = fmt.Sprintf("%+v", q.data[(i+q.head)%q.capacity])
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}
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builder.WriteString(str)
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return builder.String()
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|
}
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79
codes/go/chapter_stack_and_queue/linkedlist_queue.go
Normal file
79
codes/go/chapter_stack_and_queue/linkedlist_queue.go
Normal file
@ -0,0 +1,79 @@
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// File: linkedlist_queue.go
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// Created Time: 2022-11-28
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// Author: Reanon (793584285@qq.com)
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package chapter_stack_and_queue
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import (
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"container/list"
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"fmt"
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"strings"
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)
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// LinkedListQueue 基于链表实现的栈, 使用内置包 list 来实现栈
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type LinkedListQueue struct {
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list *list.List
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}
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// NewLinkedListQueue 初始化链表
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func NewLinkedListQueue() *LinkedListQueue {
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return &LinkedListQueue{
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list: list.New(),
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}
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}
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// Offer 入队
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func (s *LinkedListQueue) Offer(value any) {
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s.list.PushBack(value)
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}
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// Poll 出队
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func (s *LinkedListQueue) Poll() any {
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if s.IsEmpty() {
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return nil
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}
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e := s.list.Front()
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s.list.Remove(e)
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return e.Value
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}
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// Peek 访问队首元素
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func (s *LinkedListQueue) Peek() any {
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if s.IsEmpty() {
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return nil
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}
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e := s.list.Front()
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return e.Value
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}
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// Size 获取队列的长度
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func (s *LinkedListQueue) Size() int {
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return s.list.Len()
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}
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// IsEmpty 判断队列是否为空
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func (s *LinkedListQueue) IsEmpty() bool {
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return s.list.Len() == 0
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}
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func (s *LinkedListQueue) Print() {
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fmt.Println(s.toString())
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}
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func (s *LinkedListQueue) toString() any {
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var builder strings.Builder
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if s.IsEmpty() {
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fmt.Println("empty stack")
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return nil
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}
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e := s.list.Front()
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// 强转为 string, 会影响效率
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str := fmt.Sprintf("%v", e.Value)
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for e.Next() != nil {
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builder.WriteString(str + " -> ")
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e = e.Next()
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str = fmt.Sprintf("%v", e.Value)
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}
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builder.WriteString(str)
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|
return builder.String()
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|
}
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18
codes/go/chapter_stack_and_queue/queue.go
Normal file
18
codes/go/chapter_stack_and_queue/queue.go
Normal file
@ -0,0 +1,18 @@
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// File: queue.go
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// Created Time: 2022-11-29
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|
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
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package chapter_stack_and_queue
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type Queue interface {
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// Offer 元素入队
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Offer(num int)
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// Peek 访问首元素
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Peek() int
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// Poll 元素出队
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Poll() int
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// Size 获取队列长度
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Size() int
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// IsEmpty 队列是否为空
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|
IsEmpty() bool
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|
}
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91
codes/go/chapter_stack_and_queue/queue_test.go
Normal file
91
codes/go/chapter_stack_and_queue/queue_test.go
Normal file
@ -0,0 +1,91 @@
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|
// File: queue_test.go
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// Created Time: 2022-11-28
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|
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
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package chapter_stack_and_queue
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import "testing"
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func TestArrayQueue(t *testing.T) {
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// 初始化队
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capacity := 10
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queue := NewArrayQueue(capacity)
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// 元素入队
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queue.Offer(1)
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queue.Offer(2)
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queue.Offer(3)
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queue.Offer(4)
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queue.Offer(5)
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t.Log("队列 queue = ", queue.toString())
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// 访问队首元素
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peek := queue.Peek()
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t.Log("队首元素 peek = ", peek)
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// 元素出队
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pop := queue.Poll()
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t.Log("出队元素 pop = ", pop, ", 出队后 queue =", queue.toString())
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// 获取队的长度
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size := queue.Size()
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|
t.Log("队的长度 size = ", size)
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// 判断是否为空
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isEmpty := queue.IsEmpty()
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t.Log("队是否为空 = ", isEmpty)
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}
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func TestLinkedListQueue(t *testing.T) {
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// 初始化队
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queue := NewLinkedListQueue()
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// 元素入队
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queue.Offer(1)
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|
queue.Offer(2)
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||||||
|
queue.Offer(3)
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|
queue.Offer(4)
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||||||
|
queue.Offer(5)
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||||||
|
t.Log("队列 queue = ", queue.toString())
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// 访问队首元素
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|
peek := queue.Peek()
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|
t.Log("队首元素 peek = ", peek)
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||||||
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// 元素出队
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|
pop := queue.Poll()
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|
t.Log("出队元素 pop = ", pop, ", 出队后 queue =", queue.toString())
|
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|
// 获取队的长度
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size := queue.Size()
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||||||
|
t.Log("队的长度 size = ", size)
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|
// 判断是否为空
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isEmpty := queue.IsEmpty()
|
||||||
|
t.Log("队是否为空 = ", isEmpty)
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}
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// BenchmarkArrayQueue 8 ns/op in Mac M1 Pro
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func BenchmarkArrayQueue(b *testing.B) {
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capacity := 1000
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stack := NewArrayQueue(capacity)
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// use b.N for looping
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for i := 0; i < b.N; i++ {
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stack.Offer(777)
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|
}
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for i := 0; i < b.N; i++ {
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||||||
|
stack.Poll()
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||||||
|
}
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// BenchmarkLinkedQueue 62.66 ns/op in Mac M1 Pro
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||||||
|
func BenchmarkLinkedQueue(b *testing.B) {
|
||||||
|
stack := NewLinkedListQueue()
|
||||||
|
// use b.N for looping
|
||||||
|
for i := 0; i < b.N; i++ {
|
||||||
|
stack.Offer(777)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for i := 0; i < b.N; i++ {
|
||||||
|
stack.Poll()
|
||||||
|
}
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||||||
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}
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