单向链表
单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。
- 表元素域elem用来存放具体的数据。
- 链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
- 变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。
节点的实现
class SingleNode(object):
"""单链表的节点"""
def __init__(self, item):
# item存放数据元素
self.item = item
# next是下一个节点的标识
self.next = None
测试
# 创建两个节点
s1 = SingleNode(10)
s2 = SingleNode(12)
# 将节点2绑定到节点1的next属性上
s1.next = s2
print('s1:', s1.item) # s1: 10
print('s2:', s1.next.item) # s2: 12
单链表的操作
- is_empty() 链表是否为空
- length() 链表长度
- travel() 遍历整个链表
- add(item) 链表头部添加元素
- append(item) 链表尾部添加元素
- insert(pos, item) 指定位置添加元素
- remove(item) 删除节点
- search(item) 查找节点是否存在
单链表的实现
class SingleLinkList(object):
"""单链表"""
def __init__(self):
self.head = None def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self.head is None def length(self):
"""计算链表长度"""
# cur初始时指向头节点
cur = self.head
count = 0
# cur指向None，说明到达了尾节点
while cur is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count
遍历链表
def travel(self):
"""遍历链表"""
cur = self.head
while cur is not None:
print(cur.item)
cur = cur.next
头部添加元素
def add(self, item):
"""头部添加元素"""
# 创建一个保存item值的节点
node = SingleNode(item)
# 将新节点的链接域指向头节点
node.next = self.head
# 将链表的头head指向新节点
self.head = node
尾部追加元素
def append(self, item):
"""尾部追加元素"""
# 创建一个保存item值的节点
node = SingleNode(item)
# 先判断链表是否为空，若是空链表，则将head指向新节点
if self.is_empty():
self.head = node
# 若不为空，则找到尾部，将尾节点的next指向新节点
else:
cur = self.head
# 遍历链表，找到最后一个节点
while cur.next is not None:
cur = cur.next
cur.next = node
在指定位置添加元素
def insert(self, pos, item):
"""在指定位置添加元素"""
# 如果指定位置pos在第一个元素之前，则执行头部插入
if pos <= 0:
self.add(item)
# 如果指定元素超过链表尾部，则执行尾部插入
elif pos > (self.length()-1):
self.append(item)
# 中间位置插入
else:
node = SingleNode(item)
# pre_node用来指向指定位置pos的前一个节点pos-1，从头节点开始移动到指定位置
pre_node = self.head
num = 0
while num < pos - 1:
num += 1
pre_node = pre_node.next
# 把新节点的链接域指向插入的下一个节点
node.next = pre_node.next
# 把插入的前一个节点的链接域指向新节点
pre_node.next = node
删除元素
def remove(self, item):
"""删除节点"""
cur = self.head
pre = None
while cur is not None:
# 找到了指定元素
if cur.item == item:
# 如果第一个就是删除的节点
if not pre:
# 将头指针指向头节点的后一个节点
self.head = cur.next
else:
# 将删除位置的前一个节点的next指向删除位置的后一个节点
pre.next = cur.next
return
else:
# 继续按链表后移节点
pre = cur
cur = cur.next
else:
raise ValueError('Can not find the item!')
查找节点是否存在
def search(self, item):
"""链表查找节点是否存在，并返回true或者false"""
cur = self.head
while cur is not None:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False
测试
if __name__ == '__main__':
lst1 = SingleLinkList()
lst1.append(1)
lst1.append('a')
lst1.add(0)
lst1.insert(2, 'h')
print('length:', lst1.length()) # length: 4
lst1.travel() # 0 1 h a
lst1.remove(1)
lst1.remove('h')
print('length:', lst1.length()) #
lst1.travel() # 0 a
print(lst1.is_empty()) # False