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go語言堆疊與堆疊都是什麼

青灯夜游
發布: 2023-01-04 09:11:45
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堆疊是一種資料結構,是為執行緒留出的記憶體空間;堆疊只允許往線性表的一端放入數據,之後在這一端取出數據,即按照先進後出,後進先出的順序取出棧中的元素。堆是一種資料結構,是為動態分配預留的記憶體空間;和堆疊不一樣,從堆上分配和重新分配區塊沒有固定模式;你可以在任何時候分配和釋放它。

go語言堆疊與堆疊都是什麼

本教學操作環境:windows7系統、GO 1.18版本、Dell G3電腦。

Go語言的堆疊和堆疊

在程式語言中有兩個非常重要的概念,堆疊和堆疊,

堆疊和堆疊是兩種非常重要的數據結構,在編輯程式的時候會常用到,Go語言也不例外。

下面我們來看看這兩種資料結構。

堆疊

堆疊只允許往線性表的一端放入數據,之後在這一端取出數據,即按照先進後出,後進先出的順序取出棧中的元素。

往堆疊中放入元素的過程稱為入堆疊。入棧會增加堆疊的元素數量,最後放入的元素是位於堆疊的頂部,最先放入的元素位於堆疊的底部。

從堆疊中取出元素時,只能從堆疊頂部取出,取出元素後,堆疊的數量會變少,最先放入的元素總是最後被取出,最後放入的元素總是最先被取出。

go語言堆疊與堆疊都是什麼

我們常用陣列來模擬一個堆疊的使用:

#入堆疊和出棧的實作程式碼如下:

package main
import (
   "fmt"
   "errors"
)

//使用数组来模拟一个栈的使用
type Stack struct {

   MaxTop int       // 表示我们栈最大可以存放数个数
   Top int          // 表示栈顶, 因为栈顶固定,因此我们直接使用Top
   arr [5]int       // 用一个数组模拟栈
}

//入栈函数
func (this *Stack) Push(val int) (err error) {

   //先判断栈是否满了
   if this.Top == this.MaxTop - 1 {
      fmt.Println("stack full")
      return errors.New("stack full")
   }
   this.Top++
   //放入数据
   this.arr[this.Top] = val
   return
}

//出栈函数
func (this *Stack) Pop() (val int, err error) {
   //判断栈是否空
   if this.Top == -1 {
      fmt.Println("stack empty!")
      return 0, errors.New("stack empty")
   }

   //先取值,再 this.Top--
   val =  this.arr[this.Top]
   this.Top--
   return val, nil
}

//遍历栈,注意需要从栈顶开始遍历
func (this *Stack) List() {
   //先判断栈是否为空
   if this.Top == -1 {
      fmt.Println("stack empty")
      return
   }
   fmt.Println("栈的情况如下:")
   for i := this.Top; i >= 0; i-- {
      fmt.Printf("arr[%d]=%d\n", i, this.arr[i])
   }
}

func main() {

   stack := &Stack{
      MaxTop : 5,    // 表示最多存放5个数到栈中
      Top : -1,      // 当栈顶为-1,表示栈为空
   }

   //入栈
   stack.Push(1)
   stack.Push(2)
   stack.Push(3)
   stack.Push(4)
   stack.Push(5)
   stack.List()//显示

   //出栈
   val, _ := stack.Pop()
   fmt.Println("出栈val=", val)    // 5
   stack.List()                    //显示
}
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堆在記憶體分配中類似於往一個房間裡擺放各種家具,家具的尺寸有大有小,分配記憶體時,需要找一塊足夠裝下家具的空間再擺放家具。

經過反覆擺放和騰空家具後,房間裡的空間會變得亂七八糟,此時再往這個空間裡擺放家具會發現雖然有足夠的空間,但各個空間分佈在不同的區域,沒有一段連續的空間來擺放家具。此時,記憶體分配器就需要對這些空間進行調整最佳化。

go語言堆疊與堆疊都是什麼

堆疊分配記憶體和堆疊分配記憶體相比,堆疊適合不可預測大小的記憶體分配。

堆疊和堆疊的分配

#變數定義完成一般是分配在堆疊和堆疊空間上的,存在哪個空間上是根據是否有動態分配記憶體有關(new/malloc)。

例如下面的案例

案例一

var p *int    //全局指针变量
func f(){
    var i int
    i = 1
    p = &i    //全局指针变量指向局部变量i
}
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案例二#​​##

func f(){
    p := new(int) //局部指针变量,使用new申请的空间
    *p = 1
}
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第一個案例中,使用var定義局部變量,但由於i賦值給全域指標變數p,當函數結束,此時i並不會被釋放,所以局部變數i是申請在堆上(程式設計師手動釋放)。

    局部變數:在函數中定義的變量,它有一個動態的生命週期:每次執行的時候就創建一個新的實體,一直生存到沒有人使用(例如沒有外部指針指向它,函數退出的時候沒有路徑訪問到這個變數)這個時候它佔用的空間就會被回收
#第二個案例中,使用new申請空間,由於退出函數後p就會被釋放,所以p是申請在堆疊上(自動釋放)

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