链表
数组（Python中的列表）的结构实现如下：
对于101 25 36如果采用数组的形式存储的话如下图所示：
数组在使用中需要事先预估要存储的数据的个数，一次性申请存储空间。查找元素时速度很快，但是在在扩充时会非常慢。需要重新申请一块新的内存地址。
链表可以解决顺序表扩充时的不足，链表扩充时，原存储不变，加一个扩一个，事先无需进行预估。
链表的节点结构如下：
，data为数据区，next为地址，指向下一个节点。
链表的节点结构如下图，其中head用于保存首位节点的地址，地址是无需连续得：
接下来用Python实现链表，并实现相关属性：
上代码：
1 # 节点类 2 class LinklistNode: 3 """节点""" 4 def __init__(self, x): 5 """ 6 elem：节点保存的数据 7 next：保存指向下一个节点的地址 8 """ 9 self.value = x 10 self.next = None # 由于此时不知道下一个节点的地址，此处初始化为空 11 12 13 # 链表类，最终会由节点类来构造成链表，包括链表的各种属性 14 class SinglelinkList: 15 """单向链表""" 16 17 def __init__(self, node=None): # 这里对于node参数，如果传入数值则赋值，否则就使用默认值None 18 self.__head = node # 通过head找到头节点。对于节点的头部地址只对类内使用，不对外暴露，所以使用私有属性 19 20 def is_empty(self): 21 """链表是否为空""" 22 return self.__head == None 23 24 def length(self): 25 """链表长度""" 26 cur = self.__head # cur用来移动遍历节点 27 count = 0 # 记录数量，赋值为0与下面的判断条件结合很好的处理了空列表的情况 28 while cur != None: # 为什么不用cur.next != None，这个需要举例确定，与计数的初始值有关 29 count += 1 30 cur = cur.next # 移动到下一个节点 31 return count 32 33 def travel(self): 34 """遍历整个列表""" 35 cur = self.__head 36 while cur != None: 37 print(cur.element, end=" ") 38 cur = cur.next 39 40 def addlast(self, data): # 传入的是一个数，而不是一个节点，这样用户在使用中无需关心什么节点 41 """链表尾部添加元素""" 42 node = LinklistNode(data) 43 if self.__head == None: 44 self.__head = node 45 else: 46 cur = self.__head 47 while cur.next != None: 48 cur = cur.next 49 cur.next = node 50 51 def addhead(self, data): 52 """链表头部添加元素，头插法""" 53 node = LinklistNode(data) 54 node.next = self.__head 55 self.__head = node 56 57 def insert(self, pos, data): 58 """指定位置添加元素""" 59 """ 60 :pos，由自己定义，从0开始，将data添加到pos位置，链表不同于顺序表，链表要找到某一位置，必须遍历 61 """ 62 node = LinklistNode(data) 63 if pos <= 0: 64 # 此处认为使用头插法 65 self.addhead(data) 66 elif pos > (self.length() - 1): # 此处不含等于号 67 # 此处认为使用尾插法 68 self.addlast(data) 69 else: 70 cur = self.__head 71 count = 0 72 while count <= (pos - 1): 73 cur = cur.next 74 count += 1 75 # 等循环退出之后，cur指向pos-1的位置上，进行操作 76 node.next = cur.next 77 cur.next = node 78 79 def search(self, data): 80 """查找指定元素是否存在，遍历+比对""" 81 cur = self.__head 82 while cur != None: 83 if cur.elem == data: 84 return True 85 else: 86 cur = cur.next 87 return False # 考虑，对于空列表此处也可以实现 88 89 def remove(self, data): 90 """删除节点""" 91 cur = self.__head 92 pre = None # 程序中，常使用 pre 或者 prior 来表示前一个 93 while cur != None: 94 if cur.value == data: 95 # 判断此节点是否为头节点 96 if cur == self.__head: 97 self.__head = cur.next 98 else: 99 pre = cur 100 pre.next = cur.next 101 break 102 else: 103 cur = cur.next 104 """ 105 在删除列表这个操作中要重点考虑以下四种特殊情况： 106 1.空列表 107 2.删除首节点 108 3.删除首节点且只有一个节点 109 4.删除尾结点 110 """ 111 112 113 # 到此基本实现了链表的所有属性，下面对代码进行测试 114 if __name__ == "__main__": 115 ll = SinglelinkList() 116 print(ll.is_empty()) 117 print(ll.length()) 118 ll.remove(2) 119 120 ll.addhead(1) 121 print(ll.is_empty()) 122 print(ll.length()) 123 ll.remove(1) 124 125 ll.addhead(2) 126 ll.addhead(3) 127 ll.addhead(4) 128 ll.addhead(5) 129 ll.addhead(6) 130 ll.addhead(7) 131 print(ll.is_empty()) 132 print(ll.length()) 133 134 ll.insert(-1, 9) 135 ll.insert(3, 100) 136 ll.remove(100) 137 print(ll.is_empty()) 138 print(ll.length())
链表是数据结构之一，其中的数据呈线性排列。在链表中，数据的添加和删除都较为方便， 就是访问比较耗费时间。
关键点：
实际上，相比较数组来说，并不存在链表这样一个对象，链表是由多个节点组成的，因此，我们能接触到的数据对象只有节点。我们可以根据节点来寻找周围节点，许多节点之间的关系抽象地构成了一个链表。
