python算法基础--链表

1、什么是链表？

　　链表是一种动态的数据结构，链表中的每一个元素代表一个节点，每一个节点都由数据和指针。跟数组不同链表不用预先定义大小，而且硬件支持的话可以无限扩展。

2、链表与列表的区别

　　1、数组需要预先定义大小，无法适应数据动态地增减，数据小于定义的长度会浪费内存，数据超过预定义的长度无法插入。而链表是动态增删数据，可以随意增加。

　　2、数组适用于获取元素的操作，直接get索引即可，链表对于获取元素比较麻烦需要从头一直寻找，但是适用与增删，直接修改节点的指向即可，但是对于数组就比较麻烦了，例如［1，2，3，4］需要在下标为1的位置插入－2，则需要将［2，3，4］后移，赋值ls[1]=-2

　　3、数组从栈中分配空间, 对于程序员方便快速,但自由度小。链表从堆中分配空间, 自由度大但申请管理比较麻烦.

3、链表分类

　　链表分为：单链表、循环链表（又可以分为带头结点的单链表、不带头结点的单链表--但是一般来说操作带头结点或者带为尾节点，操作数据更加方便）

class SingleNode:
      def __init__(self, info):
         self.info = info     ##数据
          self.next = None  ##指针
 
 class SingleNodeList:
     def __init__(self):
          #定义一个链表头
         self.head = None
 
     def is_empty(self):
         '''链表是否为空'''
         if self.head == None: ##头结点为空
             return True
         else:
             return False
 
     def length(self):
         '''链表长度'''
         if self.head == None:
             return 0
         count = 1
         node = self.head
         while node.next != None:
             count += 1
             node = node.next  ##移动指针
 
         return count  ##返回数据
 
     def travel(self):
         '''遍历链表'''
         if self.head == None:
             print('None')
         node = self.head
         print(node.info)    ##输出第一个节点的数据
         while node.next != None:
             node = node.next
             print(node.info)

 在链表头部插入元素：

    def add(self, item):
　　　　　　''' 在头结点加入一个节点'''
        newNode = SingleNode(item)   ##创建一个新节点
        if self.head == None:  ##链表为空
            self.head = newNode  
            return
        ##链表不为空
        newNode.next = self.head   ##把现在头结点的地址给新节点的next
        self.head = newNode          ## 把新节点的大地址，给头结点

    def append(self, item):
        '''尾部追加数据'''
        newNode = SingleNode(item)  ## 新节点
        node = self.head
        if self.head == None:
            newNode = self.head  ##放在头部
            return
        else:
            while node.next != None:
                node = node.next
        node.next = newNode

    def insert(self, pos, item):
        #相当于在链表头插入元素
        if pos <= 0:
            self.add(item)
            return
        #如果pos比长度还大，相当于在尾部追加
        if pos > self.length() - 1:
            self.append(item)
            return

        temp = 1
        #pre表示上一个节点
        pre = self.head
        while temp != pos:
            temp += 1
            pre = pre.next

        newNode = SingleNode(item)

        newNode.next = pre.next
        pre.next = newNode