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linked-list - 在我的 Rust 单链表中实现 .pop() 的更好方法是什么?

转载 作者:行者123 更新时间:2023-11-29 08:08:26 25 4
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我已经在 Rust 中实现了我自己的单向链表版本,作为我学习它的挑战之一,我对除了 .pop() 方法之外的所有东西都很满意。使用 2 个 while 循环非常丑陋且效率低下,但我没有找到其他方法来解决将索引处的节点 len() - 2 设置为无(弹出列表)并使用索引处节点的数据的问题len() - 1 表示 Some(data) 返回值(返回弹出的元素)。

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pub struct SimpleLinkedList<T> {
head: Option<Box<Node<T>>>,
}

struct Node<T> {
data: T,
next: Option<Box<Node<T>>>,
}

impl<T> Default for SimpleLinkedList<T> {
fn default() -> Self {
SimpleLinkedList { head: None }
}
}

impl<T: Copy> Clone for SimpleLinkedList<T> {
fn clone(&self) -> SimpleLinkedList<T> {
let mut out: SimpleLinkedList<T> = SimpleLinkedList::new();
let mut cur = &self.head;
while let Some(node) = cur {
cur = &node.next;
out.push(node.data)
}
out
}
}

impl<T> SimpleLinkedList<T> {
pub fn new() -> Self {
Default::default()
}

pub fn len(&self) -> usize {
let mut c = 0;
let mut cur = &self.head;
while let Some(node) = cur {
cur = &node.next;
c += 1;
}
c
}

pub fn is_empty(&self) -> bool {
self.len() == 0
}

pub fn push(&mut self, _element: T) {
let mut cur = &mut self.head;
match cur {
Some(_) => {
while let Some(node) = cur {
cur = &mut node.next;
}
}
None => (),
}
*cur = Some(Box::from(Node {
data: _element,
next: None,
}));
}

pub fn pop(&mut self) -> Option<T>
where
T: Copy,
{
let length = &self.len();
let mut cur = &mut self.head;
let mut out = None;
match cur {
Some(_) if *length > 1usize => {
let mut c = 0usize;
while let Some(node) = cur {
cur = &mut node.next;
if c >= length - 1 {
out = Some(node.data);
break;
}
c += 1;
}

c = 0usize;
cur = &mut self.head;
while let Some(node) = cur {
cur = &mut node.next;
if c == length - 2 {
break;
}
c += 1;
}
}
Some(node) => out = Some(node.data),
None => (),
}
*cur = None;
out
}

pub fn peek(&self) -> Option<&T> {
let cur = &self.head;
match cur {
Some(node) => Some(&node.data),
None => None,
}
}
}

impl<T: Copy> SimpleLinkedList<T> {
pub fn rev(&self) -> SimpleLinkedList<T> {
let mut clone = self.clone();
let mut out: SimpleLinkedList<T> = SimpleLinkedList::new();
while let Some(val) = clone.pop() {
out.push(val)
}
out
}
}

impl<'a, T: Copy> From<&'a [T]> for SimpleLinkedList<T> {
fn from(_item: &[T]) -> Self {
let mut out: SimpleLinkedList<T> = SimpleLinkedList::new();
for &e in _item.iter() {
out.push(e);
}
out
}
}

impl<T> Into<Vec<T>> for SimpleLinkedList<T> {
fn into(self) -> Vec<T> {
let mut out: Vec<T> = Vec::new();
let mut cur = self.head;
while let Some(node) = cur {
cur = node.next;
out.push(node.data)
}
out
}
}

最佳答案

您可以通过跟踪您看到的最后一个元素(然后在最后更新它)来避免重新遍历列表。

如果你对自己的做法太天真了,你会遇到麻烦;您的“上一个”指针保留列表其余部分的所有权,借用检查器不允许这样做。诀窍是随时断开该链接 - 为此,您可以使用 mem::replace 函数。完成此操作后,您必须在再次失去对前一个节点的跟踪之前将其放回原位。

这是完整的样子(你必须原谅我对 unwrap 的自由使用——我确实认为它让事情变得更清晰):

pub fn pop(&mut self) -> Option<T>
where T : Copy,
{
use std::mem::replace;

let curr = replace(&mut self.head, None);

if curr.is_none() { // list started off empty; nothing to pop
return None;
}

let mut curr = curr.unwrap(); // safe because of the check above

if let None = curr.next { // popped the last element
return Some(curr.data);
}

let mut prev_next = &mut self.head;

while curr.next.is_some() {
// Take ownership of the next element
let nnext = replace(&mut curr.next, None).unwrap();

// Update the previous element's "next" field
*prev_next = Some(curr);

// Progress to the next element
curr = nnext;

// Progress our pointer to the previous element's "next" field
prev_next = &mut prev_next.as_mut().unwrap().next;

}

return Some(curr.data);
}

顺便说一句,如果您愿意稍微更改接口(interface)以便我们每次都返回一个"new"列表(在 pop 函数中拥有所有权),那么所有这些指针改组都会简化很多),或使用持久数据结构,就像他们在 Learning Rust with entirely too many linked lists 中所做的那样(已在评论中提及):

pub fn pop_replace(self) -> (Option<T>, Self) {
// freely mutate self and all the nodes
}

你会这样使用:

let elem, list = list.pop();

关于linked-list - 在我的 Rust 单链表中实现 .pop() 的更好方法是什么?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/55062035/

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