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krahets
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```zig title="my_list.zig"
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// 列表类
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fn MyList(comptime T: type) type {
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return struct {
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const Self = @This();
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arr: []T = undefined, // 数组（存储列表元素）
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arrCapacity: usize = 10, // 列表容量
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numSize: usize = 0, // 列表长度（当前元素数量）
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||||
extendRatio: usize = 2, // 每次列表扩容的倍数
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mem_arena: ?std.heap.ArenaAllocator = null,
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mem_allocator: std.mem.Allocator = undefined, // 内存分配器
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const MyList = struct {
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const Self = @This();
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||||
// 构造函数（分配内存+初始化列表）
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||||
pub fn init(self: *Self, allocator: std.mem.Allocator) !void {
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||||
if (self.mem_arena == null) {
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||||
self.mem_arena = std.heap.ArenaAllocator.init(allocator);
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||||
self.mem_allocator = self.mem_arena.?.allocator();
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||||
}
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||||
self.arr = try self.mem_allocator.alloc(T, self.arrCapacity);
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||||
@memset(self.arr, @as(T, 0));
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||||
}
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items: []i32, // 数组（存储列表元素）
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||||
capacity: usize, // 列表容量
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||||
allocator: std.mem.Allocator, // 内存分配器
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||||
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||||
// 析构函数（释放内存）
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||||
pub fn deinit(self: *Self) void {
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||||
if (self.mem_arena == null) return;
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self.mem_arena.?.deinit();
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||||
}
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||||
extend_ratio: usize = 2, // 每次列表扩容的倍数
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||||
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||||
// 获取列表长度（当前元素数量）
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||||
pub fn size(self: *Self) usize {
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||||
return self.numSize;
|
||||
}
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||||
// 构造函数（分配内存+初始化列表）
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||||
pub fn init(allocator: std.mem.Allocator) Self {
|
||||
return Self{
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||||
.items = &[_]i32{},
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||||
.capacity = 0,
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||||
.allocator = allocator,
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||||
};
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||||
}
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||||
// 获取列表容量
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||||
pub fn capacity(self: *Self) usize {
|
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return self.arrCapacity;
|
||||
}
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||||
// 析构函数（释放内存）
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||||
pub fn deinit(self: Self) void {
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||||
self.allocator.free(self.allocatedSlice());
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||||
}
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||||
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||||
// 访问元素
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||||
pub fn get(self: *Self, index: usize) T {
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||||
// 索引如果越界，则抛出异常，下同
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||||
if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
|
||||
return self.arr[index];
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||||
}
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||||
// 在尾部添加元素
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||||
pub fn add(self: *Self, item: i32) !void {
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||||
// 元素数量超出容量时，触发扩容机制
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const newlen = self.items.len + 1;
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||||
try self.ensureTotalCapacity(newlen);
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||||
// 更新元素
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||||
pub fn set(self: *Self, index: usize, num: T) void {
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||||
// 索引如果越界，则抛出异常，下同
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||||
if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
|
||||
self.arr[index] = num;
|
||||
}
|
||||
self.items.len += 1;
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||||
const new_item_ptr = &self.items[self.items.len - 1];
|
||||
new_item_ptr.* = item;
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||||
}
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||||
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||||
// 在尾部添加元素
|
||||
pub fn add(self: *Self, num: T) !void {
|
||||
// 元素数量超出容量时，触发扩容机制
|
||||
if (self.size() == self.capacity()) try self.extendCapacity();
|
||||
self.arr[self.size()] = num;
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||||
// 更新元素数量
|
||||
self.numSize += 1;
|
||||
}
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||||
// 获取列表长度（当前元素数量）
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||||
pub fn getSize(self: *Self) usize {
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||||
return self.items.len;
|
||||
}
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||||
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||||
// 在中间插入元素
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||||
pub fn insert(self: *Self, index: usize, num: T) !void {
|
||||
if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
|
||||
// 元素数量超出容量时，触发扩容机制
|
||||
if (self.size() == self.capacity()) try self.extendCapacity();
|
||||
// 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
|
||||
var j = self.size() - 1;
|
||||
while (j >= index) : (j -= 1) {
|
||||
self.arr[j + 1] = self.arr[j];
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||||
// 获取列表容量
|
||||
pub fn getCapacity(self: *Self) usize {
|
||||
return self.capacity;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 访问元素
|
||||
pub fn get(self: *Self, index: usize) i32 {
|
||||
// 索引如果越界，则抛出异常，下同
|
||||
if (index < 0 or index >= self.items.len) {
|
||||
@panic("索引越界");
|
||||
}
|
||||
return self.items[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 更新元素
|
||||
pub fn set(self: *Self, index: usize, num: i32) void {
|
||||
// 索引如果越界，则抛出异常，下同
|
||||
if (index < 0 or index >= self.items.len) {
|
||||
@panic("索引越界");
|
||||
}
|
||||
self.items[index] = num;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 在中间插入元素
|
||||
pub fn insert(self: *Self, index: usize, item: i32) !void {
|
||||
if (index < 0 or index >= self.items.len) {
|
||||
@panic("索引越界");
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 元素数量超出容量时，触发扩容机制
|
||||
const newlen = self.items.len + 1;
|
||||
try self.ensureTotalCapacity(newlen);
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||||
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||||
// 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
|
||||
self.items.len += 1;
|
||||
var i = self.items.len - 1;
|
||||
while (i >= index) : (i -= 1) {
|
||||
self.items[i] = self.items[i - 1];
|
||||
}
|
||||
self.items[index] = item;
|
||||
}
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||||
// 删除元素
|
||||
pub fn remove(self: *Self, index: usize) i32 {
|
||||
if (index < 0 or index >= self.getSize()) {
|
||||
@panic("索引越界");
|
||||
}
|
||||
// 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
|
||||
const item = self.items[index];
|
||||
var i = index;
|
||||
while (i < self.items.len - 1) : (i += 1) {
|
||||
self.items[i] = self.items[i + 1];
|
||||
}
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||||
self.items.len -= 1;
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||||
// 返回被删除的元素
|
||||
return item;
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||||
}
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||||
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||||
// 将列表转换为数组
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||||
pub fn toArraySlice(self: *Self) ![]i32 {
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return self.toOwnedSlice(false);
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||||
}
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||||
// 返回新的切片并设置是否要重置或清空列表容器
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||||
pub fn toOwnedSlice(self: *Self, clear: bool) ![]i32 {
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||||
const allocator = self.allocator;
|
||||
const old_memory = self.allocatedSlice();
|
||||
if (allocator.remap(old_memory, self.items.len)) |new_items| {
|
||||
if (clear) {
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||||
self.* = init(allocator);
|
||||
}
|
||||
self.arr[index] = num;
|
||||
// 更新元素数量
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||||
self.numSize += 1;
|
||||
return new_items;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 删除元素
|
||||
pub fn remove(self: *Self, index: usize) T {
|
||||
if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
|
||||
var num = self.arr[index];
|
||||
// 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
|
||||
var j = index;
|
||||
while (j < self.size() - 1) : (j += 1) {
|
||||
self.arr[j] = self.arr[j + 1];
|
||||
}
|
||||
// 更新元素数量
|
||||
self.numSize -= 1;
|
||||
// 返回被删除的元素
|
||||
return num;
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||||
const new_memory = try allocator.alloc(i32, self.items.len);
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||||
@memcpy(new_memory, self.items);
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||||
if (clear) {
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||||
self.clearAndFree();
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||||
}
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||||
return new_memory;
|
||||
}
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||||
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||||
// 列表扩容
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||||
pub fn extendCapacity(self: *Self) !void {
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||||
// 新建一个长度为 size * extendRatio 的数组，并将原数组复制到新数组
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||||
var newCapacity = self.capacity() * self.extendRatio;
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||||
var extend = try self.mem_allocator.alloc(T, newCapacity);
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||||
@memset(extend, @as(T, 0));
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||||
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
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||||
std.mem.copy(T, extend, self.arr);
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||||
self.arr = extend;
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||||
// 更新列表容量
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||||
self.arrCapacity = newCapacity;
|
||||
}
|
||||
// 列表扩容
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||||
fn ensureTotalCapacity(self: *Self, new_capacity: usize) !void {
|
||||
if (self.capacity >= new_capacity) return;
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||||
const capcacity = if (self.capacity == 0) 10 else self.capacity;
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||||
const better_capacity = capcacity * self.extend_ratio;
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||||
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||||
// 将列表转换为数组
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||||
pub fn toArray(self: *Self) ![]T {
|
||||
// 仅转换有效长度范围内的列表元素
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||||
var arr = try self.mem_allocator.alloc(T, self.size());
|
||||
@memset(arr, @as(T, 0));
|
||||
for (arr, 0..) |*num, i| {
|
||||
num.* = self.get(i);
|
||||
}
|
||||
return arr;
|
||||
const old_memory = self.allocatedSlice();
|
||||
if (self.allocator.remap(old_memory, better_capacity)) |new_memory| {
|
||||
self.items.ptr = new_memory.ptr;
|
||||
self.capacity = new_memory.len;
|
||||
} else {
|
||||
const new_memory = try self.allocator.alloc(i32, better_capacity);
|
||||
@memcpy(new_memory[0..self.items.len], self.items);
|
||||
self.allocator.free(old_memory);
|
||||
self.items.ptr = new_memory.ptr;
|
||||
self.capacity = new_memory.len;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn clearAndFree(self: *Self, allocator: std.mem.Allocator) void {
|
||||
allocator.free(self.allocatedSlice());
|
||||
self.items.len = 0;
|
||||
self.capacity = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn allocatedSlice(self: Self) []i32 {
|
||||
return self.items.ptr[0..self.capacity];
|
||||
}
|
||||
};
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||||
```
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??? pythontutor "可视化运行"
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