单链表的功能实现
# 定义链表的单个结点
class Node():
# 构造方法初始化结点
def __init__(self, elem):
# 初始化数据区
self.elem = elem
# 初始化链接区
self.next = None
# 定义单链表 class single_linked_list(): # 构造链表，若结点没值指向None def __init__(self,node=None): # __head代表头结点 self.__head = node # 判断链表是否为空 def is_empty(self): # head指向None则为空 return self.__head is None # 查长度 def length(self): # 判断空 if self.is_empty(): return 0 else: # 定义游标 cur = self.__head # 计数 count = 0 # 循环 while cur != None: # 让游标移动 cur = cur.next count += 1 return count def travel(self):
# 遍历，注意进循环后先打印，再移动游标if self.is_empty(): return else: # 游标 cur = self.__head while cur != None: # 先打印 print(cur.elem,end= ' ') cur = cur.next print('') def append(self,item):
#链表尾部添加元素 # 定义新结点 node = Node(item) if self.is_empty(): self.__head = node else: cur = self.__head # cur到最后一个结点停下 while cur.next != None: # cur移动 cur = cur.next # 此时，cur到达了最后一个结点 cur.next = node def add(self,item):
#链表头部添加元素 # 新结点 node = Node(item) if self.is_empty(): self.__head = node else: # 这里顺序不能变 node.next = self.__head self.__head = node # pos从0开始 def insert(self,pos,item): # 特殊判断，友好一点 if pos < 0: self.add(item) elif pos > (self.length()-1): self.append(item) else: # 新结点 node = Node(item) pre = self.__head count = 0 while count < (pos -1): # 移动游标 pre = pre.next count += 1 # 此时，pre游标指向插入位置的前一个结点 # 下面操作顺序不能变 node.next = pre.next pre.next = node def search(self,item):
#查找结点是否存在 if self.is_empty(): return False else: # 定义游标 cur = self.__head while cur != None: # 判断cur的数据是否为查找的数据item if cur.elem == item: return True else: # 游标移动 cur = cur.next # 遍历完成，cur指向None return False def remove(self,item):
#删除元素，这里需要2个游标if self.is_empty(): return else: # 定义cur游标 cur = self.__head # 定义pre游标 pre = None # 查找所有的位置有没有要删除的，若有则删 while cur != None: # 判断cur指向的数据，是否为要删的数据 if cur.elem == item: # 考虑特殊情况，恰好要删的是第一个元素 if cur == self.__head: # 头结点指向后一个结点 self.__head = cur.next else: # 删除 pre.next = cur.next return else: # 移动游标，先移动pre，再移动cur pre = cur cur = cur.next
#测试
if __name__ == '__main__':
sll = single_linked_list()
print(sll.is_empty())
print(sll.length())
print('--------------------------')
sll.travel()
print('--------------------------')
sll.append(2)
sll.add(3)
sll.append(5)
sll.travel()
print('--------------------------')
print(sll.is_empty())
print(sll.length())
print('--------------------------')
sll.insert(1,'abc')
sll.travel()
print(sll.search(5))
print('--------------------------')
sll.remove('abc')
sll.travel()
双向链表的实现
# 实现双链表 class double_linked_list: # 构造链表，若结点没值指向None def __init__(self,node=None): # __head代表头结点 self.__head = node # 判断链表是否为空 def is_empty(self): # head指向None则为空 return self.__head is None # 查长度 def length(self): # 判断空 if self.is_empty(): return 0 else: # 定义游标 cur = self.__head # 计数 count = 0 # 循环 while cur != None: # 让游标移动 cur = cur.next count += 1 return count def travel(self): if self.is_empty(): return else: # 游标 cur = self.__head while cur != None: # 先打印 print(cur.elem,end= ' ') cur = cur.next print('') #尾插，要处理前驱 def append(self,item): node = Node(item) if self.is_empty(): self.__head = node else: # 移动游标 cur = self.__head while cur.next != None: cur = cur.next # 此时，cur指向最后一个结点 cur.next = node # 处理前驱结点 node.prev = cur #头插 def add(self,item): node = Node(item) if self.is_empty(): self.__head = node else: # 新结点指向原第一个结点 node.next = self.__head self.__head = node # 处理原第一个结点的前驱 node.next.prev = node #指定位置插入 def insert(self,pos,item): if pos < 0: self.add(item) elif pos > (self.length() -1): self.append(item) else: # 创建结点 node = Node(item) # 游标 cur = self.__head count = 0 # 因为cur停在后一个位置，所以看图吧 while count < pos: cur = cur.next count += 1 # 此时，cur停在后一个结点 node.next = cur node.prev = cur.prev cur.prev.next = node cur.prev = node #删除元素 def remove(self,item): if self.is_empty(): return else: cur = self.__head while cur != None: # 对比是否为要删的元素 if cur.elem == item: # 考虑特殊情况，若找到的结点，恰好为第一个结点 if cur == self.__head: # 头直接指向后一个结点 self.__head = cur.next # 考虑链表只有一个结点的情况下，None.prev会出问题 if cur.next: cur.next.prev = None else: # 当前结点的前一个指向后一个 cur.prev.next = cur.next # 考虑后面没有结点的情况 if cur.next: cur.next.prev = cur.prev return else: cur = cur.next
#测试
if __name__ == '__main__':
sll = single_linked_list()
print(sll.is_empty())
print(sll.length())
print('--------------------------')
sll.travel()
print('--------------------------')
sll.append(2)
sll.add(3)
sll.append(5)
sll.travel()
print('--------------------------')
print(sll.is_empty())
print(sll.length())
print('--------------------------')
sll.insert(1,'abc')
sll.travel()
print(sll.search(5))
print('--------------------------')
sll.remove('abc')
sll.travel()
单向循环链表
# 定义单向循环链表 class single_loop_list: def __init__(self,node=None): self.__head = node # 特殊处理回环 if node: node.next = node # 求长度 def length(self): if self.is_empty(): return 0 else: cur = self.__head # count从1开始 count = 1 while cur.next != self.__head: # 移动 cur = cur.next count += 1 return count # 遍历，注意不要把最后一个漏掉了 def travel(self): if self.is_empty(): return else: cur = self.__head while cur.next != self.__head: # 先打印再移动游标 print(cur.elem,end=' ') cur = cur.next # 退出循环，cur指向了尾结点 print(cur.elem,end=' ') print('') # 尾插法，处理回环 def append(self,item): node = Node(item) if self.is_empty(): self.__head = node # 处理回环 node.next = node else: # 游标走到最后 cur = self.__head while cur.next != self.__head: cur = cur.next # cur此时在最后一个位置 # 新结点指向头 node.next = self.__head # 原最后结点，指向新结点 cur.next = node # 头插，要处理回环 def add(self,item): # 结点 node = Node(item) if self.is_empty(): self.__head = node node.next = node else: cur =self.__head # 移动游标 while cur.next != self.__head: cur = cur.next # cur停留在最后的位置 node.next = self.__head self.__head = node # 形成回环 cur.next = node # 指定位置插入，与单向链表一样 # 查找元素，注意别丢下最后一个 def search(self,item): if self.is_empty(): return False else: # 定义游标 cur = self.__head while cur.next != self.__head: # 判断cur的数据是否为查找的数据item if cur.elem == item: return True else: # 游标移动 cur = cur.next # 处理最后一个结点 if cur.elem == item: return True # 遍历完成，cur指向None return False # 删除元素 def remove(self, item): if self.is_empty(): return else: cur = self.__head pre = None # 循环条件 while cur.next != self.__head: # 判断cur的数据是否为要删的数据 if cur.elem == item: if cur == self.__head: # 考虑删的恰好是第一个结点 # 考虑回环，还需要一个游标拿到尾结点位置 # 这里直接将rear移动到最后即可 rear = self.__head while rear.next != self.__head: rear = rear.next # 此时rear指向最后一个结点 self.__head = cur.next # 回环 rear.next = self.__head else: # 其他结点 pre.next = cur.next return else: # 移动游标 pre = cur cur = cur.next # 退出循环时，cur指向最后一个结点 if cur.elem == item: # 考虑只有一个结点 if cur == self.__head: self.__head = None else: pre.next = cur.next
1. 链表扩展
l 例如下图中P指向一个单独结点，由该结点指向后续元素，实际上这个结点可以保存类似于顺序表的表头，也就是容量和长度，可以继续扩展
