013 透過連結串列學習Rust之實現連結串列的通用函式

影片地址：www.bilibili.com/video/av78062009/
相關原始碼：github.com/anonymousGiga/Rust-link...

本節我們就在上一節定義的連結串列的基礎上來實現連結串列的通用函式。
因為本章的連結串列更多的操作連結串列的頭尾和尾，所以我們在通用函式中不提供push和pop，而是提供append和tail函式。

append函式類似於之前我們實現的push，但是因為現在我們使用的Rc而不是Box，所以程式碼上略有差別，如下：

    pub fn append(&mut self, elem: T) -> List<T> {
        List { head: Some(Rc::new(Node {
            elem: elem,
            next: self.head.clone(),
        }))}    
    }

tail函式主要返回最後放入連結串列的元素，實現程式碼如下：

    pub fn tail(&self) -> List<T> {
        List { head: self.head.as_ref().and_then(|node| {
            node.next.clone()
        })}
    }

head函式類似於我們之前的peek函式，程式碼如下：

    pub fn head(&self) -> Option<&T> {
        self.head.as_ref().map(|node| &node.elem)
    }

    #[test]
    fn basics() {
        let mut list = List::new();
        assert_eq!(list.head(), None);

        let list = list.append(1).append(2).append(3);
        assert_eq!(list.head(), Some(&3));

        let list = list.tail();
        assert_eq!(list.head(), Some(&2));

        let list = list.tail();
        assert_eq!(list.head(), Some(&1));

        let list = list.tail();
        assert_eq!(list.head(), None);
    }

下面我們來實現迭代器，程式碼如下：

//實現Iter
pub struct Iter<'a, T> {
    next: Option<&'a Node<T>>,
}

impl<T> List<T> {
    pub fn iter(&self) -> Iter<T> {
        Iter { next: self.head.as_deref() }
    }
}

impl<'a, T> Iterator for Iter<'a, T> {
    type Item = &'a T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        self.next.map(|node| {
            self.next = node.next.as_deref();
            &node.elem
        })
    }
}

迭代器的測試程式碼如下：

#[test]
    fn iter() {
        let list = List::new().append(1).append(2).append(3);

        let mut iter = list.iter();
        assert_eq!(iter.next(), Some(&3));
        assert_eq!(iter.next(), Some(&2));
        assert_eq!(iter.next(), Some(&1));
    }

本節的所有完整程式碼如下：

use std::rc::Rc;

pub struct List<T> {
    head: Link<T>,
}

type Link<T> = Option<Rc<Node<T>>>;

struct Node<T> {
    elem: T,
    next: Link<T>,
}

impl<T> List<T> {
    pub fn new() -> Self {
        List { head: None }
    }

    pub fn append(&mut self, elem: T) -> List<T> {
        List { head: Some(Rc::new(Node {
            elem: elem,
            next: self.head.clone(),
        }))}    
    }

    pub fn tail(&self) -> List<T> {
        List { head: self.head.as_ref().and_then(|node| {
            node.next.clone()
        })}
    }

    pub fn head(&self) -> Option<&T> {
        self.head.as_ref().map(|node| &node.elem)
    }
}

//實現Iter
pub struct Iter<'a, T> {
    next: Option<&'a Node<T>>,
}

impl<T> List<T> {
    pub fn iter(&self) -> Iter<T> {
        Iter { next: self.head.as_deref() }
    }
}

impl<'a, T> Iterator for Iter<'a, T> {
    type Item = &'a T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        self.next.map(|node| {
            self.next = node.next.as_deref();
            &node.elem
        })
    }
}

#[cfg(test)]
mod test {
    use super::List;

    #[test]
    fn basics() {
        let mut list = List::new();
        assert_eq!(list.head(), None);

        let list = list.append(1).append(2).append(3);
        assert_eq!(list.head(), Some(&3));

        let list = list.tail();
        assert_eq!(list.head(), Some(&2));

        let list = list.tail();
        assert_eq!(list.head(), Some(&1));

        let list = list.tail();
        assert_eq!(list.head(), None);
    }

    #[test]
    fn iter() {
        let list = List::new().append(1).append(2).append(3);

        let mut iter = list.iter();
        assert_eq!(iter.next(), Some(&3));
        assert_eq!(iter.next(), Some(&2));
        assert_eq!(iter.next(), Some(&1));
    }
}

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