在先前的博文中，我们探讨了链表以及如何将它应用于实际应用。在这篇文章中，我们将继续探讨两个相似且功能强大的数据结构。
建模操作和历史
让我们看看 Excel 或 Google 文档，他们是人类发明的最普遍的构成文件的应用程序。我们都使用过它们。 正如你可能知道的，这些应用程序有各种各样对文本的操作。 比如在文本中添加颜色、下划线、各种字体和大小，或者在表格中组织内容。这个列表很长，我们期望从这些工具中得到一个普遍的功能 —— “撤销”和“重做”已经执行了的操作的能力。
你是否考虑过让你做，你将如何规划这样的功能？下面让我们探索一个可以帮助我们完成这样一项任务的数据结构。
让我们试着想想如何为这些应用程序的操作建模。此外，稍后我们将看到如何保存动作的历史并“撤销”它们。
一个简单的Action struct看起来像这样 ：
type Action struct {name stringmetadata Meta// Probably some other data here...// 这里或许还有一些其他数据}// 译者注 ：Action 结构体需要添加一个 next 字段，否则下面代码的部分操作不成立type Action struct {name stringmetadata Meta// 这里或许还有一些其他数据next *Action}
我们现在只存储名称，而相对来说实际应用中会有更多元素。现在，当编辑器的用户将一个函数应用到一堆文本中时，我们希望将该操作存储在某个集合中，以便稍后可以“撤消”它。
type ActionHistory struct {top *Actionsize int}
这个ActionHistory数据结构，我们存储一个在堆栈顶部指向Action的指针以及堆栈的大小。每当一个动作被执行，我们将把它链接到top的操作上。因此，当对文档应用一个操作时，这是可以在后台运行的。
func (history *ActionHistory) Apply(newAction *Action) {if history.top != nil {oldTop := history.topnewAction.next = oldTop}history.top = newActionhistory.size++}
Add函数（译者注：此处应为上文中的Apply）会将最新的Action添加到ActionHistory的顶部。如果历史结构在顶部有一个动作，它将通过将它与新的动作联系起来，将它往下压。否则，它将把新操作附加到列表的顶部。现在，如果您知道链表(或者阅读我最近的一篇关于链表的文章)，你可能会发现他们的相似之处。到目前为止，我们在这里使用的基本上依然是一个链表。
那么撤销操作会是怎样的呢？如下是一个Undo函数的实现：
func (history *ActionHistory) Undo() *Action {topAction := history.topif topAction != nil {history.top = topAction.next} else if topAction.next == nil {history.top = nil}historyAction.size-- //historyAction 没有定义，应该是作者笔误return topAction}//--------------------//译者注：此处代码存在问题，建议修改如下。func (history *ActionHistory) Undo() *Action {topAction := new(Action)if history.size > 0 {topAction = history.tophistory.top = topAction.nexthistory.size--}return topAction}
感谢无闻的建议。
如果你仔细观擦，你会注意到这与从链表中删除一个节点有一点不同。由于一个ActionHistory的性质，我们希望最后一个被执行了的动作是最先被撤销的,这才是我们所希望实现的。
这是堆栈的基本行为。堆栈是一种数据结构，您只能在堆栈顶部插入或删除元素。把它想象成一堆文件，或者你厨房抽屉里的一堆盘子。如果你想从那一堆盘子取出最下面的盘子，那是挺难的。但是拿最上面的那个是简单的。堆栈也被认为是LIFO结构 —— 意思是后进先出，我们前面解释过那是为什么。
这基本上就是我们的Undo函数所处理的。如果堆栈（或者说ActionHistory）有多个Action，它将为第二项设置顶部链接。否则，它将清空ActionHistory，将top元素设置为nil。
从Big-O表示法来看，在堆栈中搜索的复杂度是O(n)，但是在堆栈中插入和删除是非常快的复杂度是O(1)。 这是因为遍历整个堆栈，在最坏的情况下，仍然会在其中执行所有的n项，而插入和删除元素的时间复杂度是常量时间，因为我们总是从堆栈的顶部插入和删除。
你可以在这里使用该代码的工作版本。
行李控制
我们大多数人都是坐飞机旅行的，而且知道所有人员都必须通过安检才能上飞机。当然，这是为了我们的安全，但有时进行全部的扫描、检查和测试是不必要的。
机场安检点的一个常见场景是安检人员排起长龙，行李放在 x 光机的带子上，而人们则通过金属探测器门。也许我们对这些不甚了解，但是让我们关注一下扫描我们的袋子的 x 光机。
你有没有想过，你会如何模拟这台机器上发生的相互作用？当然，这些至少是看得见的。让我们来探讨一下这个想法。我们必须以某种方式将行李上的行李作为物品的集合，而 x 光机一次扫描一件行李。
Luggage结构体如下 ：
type Luggage struct {weight intpassenger string}
与此同时，我们为Luggage类型添加简单的构造函数：
func NewLuggage(weight int, passenger string) *Luggage {l := Luggage{weight: weight,passenger: passenger, // just as an identifier}return &l}
接着，我们创建一个Belt（流水线），让Luggage放到上面并通过 X 光的检测。
type Belt []*Luggage
不是你想要的？我们所创建的是一个Belt类型，实际上是Luggage指针的一部分。这就是所谓的传送带 —— 仅仅是一堆被逐一扫描的袋子。
所以现在我们需要添加一个知道如何将Luggage添加到Belt的函数:
func (belt *Belt) Add(newLuggage *Luggage) {*belt = append(*belt, newLuggage)}
既然Belt实际上是一个切片，那么我们就可以用 Go 语言内建函数append将newLuggage添加到Belt上。这个实现很奇妙的部分是时间复杂度 -- 因为我们使用了append这个内建函数，所以插入操作的时间复杂度是 O(1)。 当然，这有一定的控间浪费，这是一位 go 语言切片的工作原理造成的。
当Belt开始运动并且将Luggage带到 X 光机上，我们需要将行李拿下来并且装进机器进行检查。 鉴于Belt的自然属性，第一个放到传送带上面的行李是第一个被扫描监测的。 自然地，最后一个放到传送带上的是最后一个被扫描的。所以我们可以说Belt是一个 FIFO（先进先出）的数据结构体。
请留意上述的细节并看看如下Take函数的实现：
func (belt *Belt) Take() *Luggage {first, rest := (*belt)[0], (*belt)[1:]*belt = restreturn first}
这个函数它取走了第一个元素并且将其返回，并且它会把集合中的其他东西都分配到它的开头，所以它的第二个元素就会变成第一个，以此类推。 你会发现，从队列中取走第一个元素的时间复杂度是O(1)。
使用我们新的类型和函数能够进行以下操作：
func main() {belt := &Belt{}belt.Add(NewLuggage(3, "Elmer Fudd"))belt.Add(NewLuggage(5, "Sylvester"))belt.Add(NewLuggage(2, "Yosemite Sam"))belt.Add(NewLuggage(10, "Daffy Duck"))belt.Add(NewLuggage(1, "Bugs Bunny"))fmt.Println("Belt:", belt, "Length:", len(*belt))first := belt.Take()fmt.Println("First luggage:", first)fmt.Println("Belt:", belt, "Length:", len(*belt))}
main函数的输出大致如下：
Belt: &[0x1040a0c0 0x1040a0d0 0x1040a0e0 0x1040a100 0x1040a110] Length: 5First luggage: &{3 Elmer Fudd}Belt: &[0x1040a0d0 0x1040a0e0 0x1040a100 0x1040a110] Length: 4
基本上，我们在Belt上加了5个不同的Luggage，然后我们取出第一个元素，它在屏幕的第二行输出显示了。
你可以在这里使用实例代码。
头等舱的乘客 ？
恩，没错，是他们。是的,他们呢?我的意思是，他们已经花了那么多钱买机票，他们在经济舱的排队中去等行李是不合理的。 那么，我们该如何优先考虑这些乘客呢？如果他们的行李有某种优先权，优先级越高，他们通过队列越快？
让我们对Luggage结构体进行修改，如下：
type Luggage struct {weight intpriority intpassenger string}
当然，我们使用newLuggage函数创建luggage的时候会加入priority作为参数。
func NewLuggage(weight int, priority int, passenger string) *Luggage {l := Luggage{weight: weight,priority: priority,passenger: passenger,}return &l}
让我们再想想。基本上，当一个新的Luggage被放在Belt上时，我们需要检测它的priority，并根据priority把它放在Belt的最前面。
我们在修改一下Add函数：
func (belt *Belt) Add(newLuggage *Luggage) {if len(*belt) == 0 {*belt = append(*belt, newLuggage)} else {added := falsefor i, placedLuggage := range *belt {if newLuggage.priority > placedLuggage.priority {*belt = append((*belt)[:i], append(Belt{newLuggage}, (*belt)[i:]...)...)added = truebreak}}if !added {*belt = append(*belt, newLuggage)}}}
与之前的实现相比，这是相当复杂的。这里要处理多种情况，第一种情况相对是简单的。如果皮带是空的，我们就把新的行李放在传送带上就可以了。Belt上只有一件东西，那第一个拿走就行了。
第二种情况是在Belt上有不知一个元素，我们要遍历Belt上的所有行李并且与将要加进来的行李进行优先级比较。 当找到一个优先级比它小的行李的时候，那么就会绕过这个优先级小的行李，并且把新的行李放到它的前面。 这就意味着优先级越高的行李，将会在Belt的越靠前位置。
当然，如果遍历没有找到这样的行李，它会把它附加到Belt的末端。 我们新的Add函数的时间复杂度是O(N),这是因为在最坏的情况下，我们往Luggage结构插入一个新的元素可能要遍历整个切片。 从本质上说，搜索和访问队列中的任何项都是相同的复杂度O(n)。
为了演示新的添加功能，我们可以运行以下代码:
func main() {belt := make(Belt, 0)belt.Add(NewLuggage(3, 1, "Elmer Fudd"))belt.Add(NewLuggage(3, 1, "Sylvester"))belt.Add(NewLuggage(3, 1, "Yosemite Sam"))belt.Inspect()belt.Add(NewLuggage(3, 2, "Daffy Duck"))belt.Inspect()belt.Add(NewLuggage(3, 3, "Bugs Bunny"))belt.Inspect()belt.Add(NewLuggage(100, 2, "Wile E. Coyote"))belt.Inspect()}
首先我们创建一个有三个Luggage的Belt，这些Luggage的优先级都是 1 ：
0. &{3 1 Elmer Fudd}1. &{3 1 Sylvester}2. &{3 1 Yosemite Sam}
然后我们添加一个 优先级为 2 的Luggage：
0. &{3 2 Daffy Duck}1. &{3 1 Elmer Fudd}2. &{3 1 Sylvester}3. &{3 1 Yosemite Sam}
你看，带着最高优先级的新行李被提升到Belt上的第一个位置。接下来，我们再添加一个具有更高优先级（3）的新元素:
0. &{3 3 Bugs Bunny}1. &{3 2 Daffy Duck}2. &{3 1 Elmer Fudd}3. &{3 1 Sylvester}4. &{3 1 Yosemite Sam}
正如预期的那样，优先级最高的那一个被放在了Belt的第一个位置。最后，我们再加一件行李，它的优先级为 2 :
0. &{3 3 Bugs Bunny}1. &{3 2 Daffy Duck}2. &{100 2 Wile E. Coyote}3. &{3 1 Elmer Fudd}4. &{3 1 Sylvester}5. &{3 1 Yosemite Sam}
新的Luggage会被添加到优先级相同的Luggage的后面，当然，不是Belt的开始位置。 总的来说，当我们往Belt上添加Luggage都会被排序。
如果你对队列有一定的了解，那么你可能会认为这些并不是实现优先级队列最有效的方法，你是完全正确的。实现优先级队列可以更高效地使用堆，我们将在另一个博文中进行谈论。
我们可以探索更多关于优先队列有趣的知识。你可以查看优先队列的Wiki页面。 如果你对队列有一定的了解，那么你可能会认为这些并不是实现优先级队列最有效的方法，你是完全正确的。实现优先级队列可以更高效地使用堆，我们将在另一篇文章中对此进行介绍，特别是“实现”部分。
你可以在这里查看并使用示例代码。
