python数据结构之链表
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python数据结构之链表
链表(Linked List)
很多的教材都是用C语言实现链表，因为c有指针，可以很方便的控制内存，很方便就实现链表，其他的语言，则没那么方便，由于python是动态语言，可以直接把对象赋值给新的变量，于是在python一切皆为对象的原理上实现链表的各项操作。
在实现链表python类的属性和方法操作之前，先整理一些链表的理论知识。
一、链表的基本结构
链表是通过一个个节点（Node）组成的，每个节点都包含了称为数据域(value)和指针域(next)的基本单元，它也是一种递归的数据结构。它能保持数据之间的逻辑顺序，但存储空间不必按照顺序存储。
链表的基本元素有：
- 节点：每个节点有两个部分，左边部分称为值域，用来存放用户数据；右边部分称为指针域，用来存放指向下一个元素的指针。
- head:head节点永远指向第一个节点
- tail: tail永远指向最后一个节点
- None:链表中最后一个节点的指针域为None值
二、链表的种类以及和动态数组(Array List)的对比
三、单向链表属性与各类操作方法代码
[
](javascript:void(0)😉
#先定一个node的类
class Node(): #value + next
def __init__ (self, value = None, next = None):
self._value = value
self._next = next
def getValue(self):
return self._value
def getNext(self):
return self._next
def setValue(self,new_value):
self._value = new_value
def setNext(self,new_next):
self._next = new_next
#实现Linked List及其各类操作方法
class LinkedList():
def __init__(self): #初始化链表为空表
self._head = Node()
self._tail = None
self._length = 0
#检测是否为空
def isEmpty(self):
return self._head == None
#add在链表前端添加元素:O(1)
def add(self,value):
newnode = Node(value,None) #create一个node（为了插进一个链表）
newnode.setNext(self._head)
self._head = newnode
#append在链表尾部添加元素:O(n)
def append(self,value):
newnode = Node(value)
if self.isEmpty():
self._head = newnode #若为空表，将添加的元素设为第一个元素
else:
current = self._head
while current.getNext() != None:
current = current.getNext() #遍历链表
current.setNext(newnode) #此时current为链表最后的元素
#search检索元素是否在链表中
def search(self,value):
current=self._head
foundvalue = False
while current != None and not foundvalue:
if current.getValue() == value:
foundvalue = True
else:
current=current.getNext()
return foundvalue
#index索引元素在链表中的位置
def index(self,value):
current = self._head
count = 0
found = None
while current != None and not found:
count += 1
if current.getValue()==value:
found = True
else:
current=current.getNext()
if found:
return count
else:
raise ValueError ('%s is not in linkedlist'%value)
#remove删除链表中的某项元素
def remove(self,value):
current = self._head
pre = None
while current!=None:
if current.getValue() == value:
if not pre:
self._head = current.getNext()
else:
pre.setNext(current.getNext())
break
else:
pre = current
current = current.getNext()
#insert链表中插入元素
def insert(self,pos,value):
if pos <= 1:
self.add(value)
elif pos > self.size():
self.append(value)
else:
temp = Node(value)
count = 1
pre = None
current = self._head
while count < pos:
count += 1
pre = current
current = current.getNext()
pre.setNext(temp)
temp.setNext(current)
[](javascript:void(0)😉
四、操作链表的原理知识
1.遍历链表
链表的基本操作：遍历next节点
- 在列表中查找一个元素
- 在列表中插入一个元素
- 从列表中删除一列元素
不可以用head来遍历列表
- 否则会丢失列表的一些节点
- 可以使用和head相同类型的索引变量：current
2.插入
3.删除
4.双向链表
5.循环链表
学习参考：链表实现
