Python—数据结构——链表

数据结构——链表

一.简介  

  链表是一种物理存储上非连续,数据元素的逻辑顺序通过链表中的指针链接次序,实现的一种线性存储结构。由一系列节点组成的元素集合。每个节点包含两部分,
数据域item和指向下一个节点的指针next。通过节点之间的相互连接,最终串联成一个链表。
  链表中的每个节点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域;另一个是存储下一个节点的地址的指针域
  双向链表:双链表的每个节点有两个指针:一个指向后一个节点,另一个指向前一个节点。

二.Python实现

  ♦链表节点

class Node:
def __init__(self, item=None):
self.item = item
self.next = None

  ♦单向链表

class SingleLinkedList:
"""
单向链表
""" def __init__(self, heda=None):
self._head = heda
self.length = 0

  ♦添加节点

   头插法:从链表的头部(左端)插入

     Python—数据结构——链表

    def add_head(self, element):
"""
头插法:从头部插入
:param element: 需要添加进去的元素
:return:
"""
node = Node(element)
if self._head is None:
self._head = node
else:
node.next = self._head
self._head = node
self.length += 1

   尾插法:从链表的尾部(右端)插入

      Python—数据结构——链表

    def add_tail(self, element):
"""
尾插法:从尾部添加元素
:param element:需要添加进去的元素
:return:
"""
# 创建一个节点
node = Node(element)
if self._head is None:
self._head = node
else:
cur = self._head
# cur=node,node.next=None
while cur.next:
cur = cur.next
cur.next = node
return cur.next
self.length += 1

  ♦插入节点

       Python—数据结构——链表

    def insert(self, item: Node, index: int):
"""
往链表中指定位置插入值
:param item: 插入的节点
:param index: 插入的位置
:return:
"""
if index < 0 or index > self.length:
print('index out of range')
return
# 构建节点
if isinstance(item, Node):
node_insert = item
else:
node_insert = Node(item)
if index == 0:
node_insert.next = self._head
self._head = node_insert
else:
# 找到index的前一个节点
pre = self._head
for i in range(self.length):
if i == index - 1:
node_insert.next = pre.next
pre.next = node_insert
break
pre = pre.next
self.length += 1
return

  ♦删除节点

    Python—数据结构——链表

    def delete(self, index: int):
"""
删除指定位置的节点
:param index: 节点的位置
:return:
"""
# 判空
if self.is_empty():
print('empty chain')
return
if index < 0 or index > self.length:
print('index out of range')
return if index == 0:
self._head = self._head.next
else:
pre = self._head
for i in range(self.length):
if i == index - 1:
pre.next = pre.next.next
break
pre = pre.next
self.length -= 1
return

  ♦修改节点

    def update(self, item, index: int):
"""
修改节点item值
:param item: 修改之后的值
:param index:节点的位置
:return:
"""
# 判空
if self.is_empty():
print('empty chain')
return
if index < 0 or index >= self.length:
print('index out of range')
return node = self._head
for i in range(self.length):
if i == index:
node.item = item
return
node = node.next

   ♦获取节点

    def get_item(self, index: int):
"""
获取指定位置的节点item
:param index:指定位置
:return:item
"""
# 判空
if self.is_empty():
print('empty chain')
return
if index < 0 or index >= self.length:
print('index out of range')
return node = self._head
for i in range(self.length):
if i == index:
return node.item
node = node.next

  ♦遍历链表

    Python—数据结构——链表

    def traversal(self):
"""链表遍历"""
if self._head is None:
return
else:
cur = self._head
while cur:
print(cur.item)
cur = cur.next

  ♦反转链表

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    def reverse(self):
"""
单向链表的反转:Input:1>2>3>4>5
Output:5>4>3>2>1
:return:
"""
if self._head is None or self.size() == 1:
return
else:
pre = None
cur = self._head
while cur is not None:
post = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = post
self._head = pre # 逆向后的头节点
self.traversal()

  ♦双向链表

class Node:
def __init__(self, item=None):
self.item = item
self.next = None
self.prior = None

  Python—数据结构——链表

  ♦双链表节点删除

      Python—数据结构——链表

  ♦双链表节点插入

      Python—数据结构——链表

 class Node:
def __init__(self, item=None):
self.item = item
self.next = None
self.prior = None class SingleLinkedList:
"""
单向链表
""" def __init__(self, heda=None):
self._head = heda
self.length = 0 def is_empty(self):
"""判断是否为空"""
return self.length == 0 def add_tail(self, element):
"""
尾插法:从尾部添加元素
:param element:需要添加进去的元素
:return:
"""
# 创建一个节点
node = Node(element)
if self._head is None:
self._head = node
else:
cur = self._head
# cur=node,node.next=None
while cur.next:
cur = cur.next
cur.next = node
return cur.next
self.length += 1 def add_head(self, element):
"""
头插法:从头部插入
:param element: 需要添加进去的元素
:return:
"""
node = Node(element)
if self._head is None:
self._head = node
else:
node.next = self._head
self._head = node
self.length += 1 def size(self): """
获取链表的大小
:return:int
"""
count = 0
if self._head is None:
return count else:
cur = self._head
while cur is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count def insert(self, item: Node, index: int):
"""
往链表中指定位置插入值
:param item: 插入的节点
:param index: 插入的位置
:return:
"""
if index < 0 or index > self.length:
print('index out of range')
return
# 构建节点
if isinstance(item, Node):
node_insert = item
else:
node_insert = Node(item)
if index == 0:
node_insert.next = self._head
self._head = node_insert
else:
# 找到index的前一个节点
pre = self._head
for i in range(self.length):
if i == index - 1:
node_insert.next = pre.next
pre.next = node_insert
break
pre = pre.next
self.length += 1
return def delete(self, index: int):
"""
删除指定位置的节点
:param index: 节点的位置
:return:
"""
# 判空
if self.is_empty():
print('empty chain')
return
if index < 0 or index > self.length:
print('index out of range')
return if index == 0:
self._head = self._head.next
else:
pre = self._head
for i in range(self.length):
if i == index - 1:
pre.next = pre.next.next
break
pre = pre.next
self.length -= 1
return def update(self, item, index: int):
"""
修改节点item值
:param item: 修改之后的值
:param index:节点的位置
:return:
"""
# 判空
if self.is_empty():
print('empty chain')
return
if index < 0 or index >= self.length:
print('index out of range')
return node = self._head
for i in range(self.length):
if i == index:
node.item = item
return
node = node.next def get_item(self, index: int):
"""
获取指定位置的节点item
:param index:指定位置
:return:item
"""
# 判空
if self.is_empty():
print('empty chain')
return
if index < 0 or index >= self.length:
print('index out of range')
return node = self._head
for i in range(self.length):
if i == index:
return node.item
node = node.next def traversal(self):
"""链表遍历"""
if self._head is None:
return
else:
cur = self._head
while cur:
print(cur.item)
cur = cur.next def reverse(self):
"""
单向链表的反转:Input:1>2>3>4>5
Output:5>4>3>2>1
思路:先将head.next断开,即指向断开的元素pre(none);再将pre赋值head,将head赋值head.next;最后将head赋值pre
:return:
"""
if self._head is None or self.size() == 1:
return
else:
pre = None
cur = self._head
while cur is not None:
post = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = post
self._head = pre # 逆向后的头节点
self.traversal()

LinkedList

  

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