单链表
# 实现单链表
class Node(object):
'''定义一个节点'''
def __init__(self,data):
# 因为每次都需要生成一个节点,写到类里面便于保存
self.data = data
# 保存节点的值
self.next = None
# 默认将节点的指向为空
# 二元组也可以实现节点 (data,next指针域) ,为了通用性不使用二元组
class DanLianBiao(object):
# 定义一个单链表 将节点连接起来
def __init__(self,node = None):
# 指向节点 如果没传递则使用 None
self._head = node
# 定义头节点,指向实例化类对象时传递的节点指向
def is_empty(self):
'''链表是否为空'''
return self._head == None
def length(self):
'''查询链表长度'''
cur = self._head
# cur 为当前指向的指针
count = 0
# 记录长度
while cur != None:
# 当前指向不为 None
count += 1
# 数量加 1
cur = cur.next
# 将指针对节点进行移动
# 如果第一个节点为 None ,依旧是返回 0
return count
# 返回节点数量
def travel(self):
'''遍历整个链表'''
cur = self._head
while cur != None:
# 如果不为空 则打印数据
print(cur.data)
# 打印数据
cur = cur.next
# 向下遍历
def add(self,data):
'''链表头部添加元素'''
node = Node(data)
self._head = node
# 将节点指向头部
node.next = self._head
# 将头部作为节点的下一个元素
def append(self,data):
'''链表尾部添加元素'''
node = Node(data)
# 创建一个节点
# 特殊情况 第一个节点为空
if self.is_empty():
self._head = node
# 头节点为 node
else:
cur = self._head
while cur.next != None:
cur = cur.next
# cur.next.data = node.data
# 不需要添加数据
cur.next = node
# 添加节点
def insert(self,pos,data):
'''指定位置添加元素'''
# 如果为零位置
if pos <= 0:
self.add(data)
# 添加节点
elif pos > (self.length()-1):
# 到最后一个元素
self.append(data)
# 添加节点
else:
node = Node(data)
index = 0
cur = self._head
while index < pos :
# 遍历到 pos 前一个位置
index += 1
cur = cur.next
# 不断向下移动
node.next = cur.next
# 先和右面元素建立联系 防止与左面元素失联
cur.next = node
def remove(self,data):
'''删除节点'''
cur = self._head
pre = None
# 设置游标表示前一个游标
while cur != None:
if cur.data == data:
# 如果 cur 指向的节点为要删除的节点
if cur == self._head:
# 如果数据为头节点的数据
self._head = cur.next
# 跳过 cur
else:
# 如果不是头节点
pre.next = cur.next
# 跳过 cur 指向的节点
break
# 找到数据跳出循环
else:
# 如果还没有找到数据
pre = cur
cur = cur.next
# 向下移动
def search(self,data):
'''查找节点是否存在'''
cur = self._head
# 指向头节点
while cur.next != None:
# 如果下一个节点不为空
if cur.data == data:
# 如果找到了数据
return True
else:
cur = cur.next
# 继续向下寻找
return False
# 没有找到该数据
双链表
# 实现双链表
class Node(object):
# 前驱 数据 后继
def __init__(self,data):
self.pre = None
# 前驱
self.data = self.data
# 数据
self.next = None
# 后继
class DoubleLianBiao(object):
# 定义一个双链表 将节点连接起来
def __init__(self,node = None):
# 指向节点 如果没传递则使用 None
self._head = node
# 定义头节点,指向实例化类对象时传递的节点指向
def is_empty(self):
'''链表是否为空'''
return self._head is None
def length(self):
'''查询链表长度'''
cur = self._head
# cur 为当前指向的指针
count = 0
# 记录长度
while cur != None:
# 当前指向不为 None
count += 1
# 数量加 1
cur = cur.next
# 将指针对节点进行移动
# 如果第一个节点为 None ,依旧是返回 0
return count
# 返回节点数量
def travel(self):
'''遍历整个链表'''
cur = self._head
while cur != None:
# 如果不为空 则打印数据
print(cur.data,end = " ")
# 打印数据
cur = cur.next
# 向下遍历
def add(self,data):
'''链表头部添加元素'''
node = Node(data)
# 将节点指向头部
node.next = self._head
# 将头部作为节点的下一个元素
self._head = node
# 将 node 作为头节点
node.next.pre = node
# 牵右手 让 node 后的节点指向node
def append(self,data):
'''链表尾部添加元素'''
node = Node(data)
# 创建一个节点
# 特殊情况 第一个节点为空
if self.is_empty():
self._head = node
# 头节点为 node
else:
cur = self._head
while cur.next != None:
cur = cur.next
# cur.next.data = node.data
# 不需要添加数据
cur.next = node
# 添加节点
node.pre = cur
# 连接左面的两只手
def insert(self,pos,data):
'''指定位置添加元素'''
# 如果为零位置
if pos <= 0:
self.add(data)
# 添加节点
elif pos > (self.length()-1):
# 到最后一个元素
self.append(data)
# 添加节点
else:
node = Node(data)
index = 0
cur = self._head
while index < pos :
# 遍历到 pos 前一个位置
index += 1
cur = cur.next
# 不断向下移动
node.next = cur
# 右手:node 连接 当前指向的节点
node.pre = cur.pre
# 左手：node 的前一个节点为当前位置的前一个节点
cur.pre.next = node
# 左手：当前位置的前一个节点的下一个节点为 node 节点
cur.pre = node
# 右手：当前位置的前一个节点 为 node 节点
def remove(self,data):
'''删除节点'''
cur = self._head
# 设置游标表示前一个游标
while cur != None:
if cur.data == data:
# 如果 cur 指向的节点为要删除的节点
if cur == self._head:
# 如果数据为头节点的数据
self._head = cur.next
# 跳过 cur
if cur.next != None:
# 如果只有一个节点,None 没有pre属性
cur.next.pre = None
# 删除头节点后 头节点值为 None
else:
# 如果不是头节点
cur.pre.next = cur.next
# 左手：当前节点的前一个节点的后一个节点为当前节点的后一个节点
if cur.next != None:
# 查看是否是最后一个节点,None 没有 pre 属性
cur.next.pre = cur.pre
# 右手：当前节点的下一个节点的前一个节点为当前节点的前一个节点
break
# 找到数据跳出循环
else:
# 如果还没有找到数据
cur = cur.next
# 向下移动
def search(self,data):
'''查找节点是否存在'''
cur = self._head
# 指向头节点
while cur.next != None:
# 如果下一个节点不为空
if cur.data == data:
# 如果找到了数据
return True
else:
cur = cur.next
# 继续向下寻找
return False
# 没有找到该数据
单向循环链表
# 实现单向循环链表
class Node(object):
'''定义一个节点'''
def __init__(self,data):
# 因为每次都需要生成一个节点,写到类里面便于保存
self.data = data
# 保存节点的值
self.next = None
# 默认将节点的指向为空
class DanLianBiao_Cycle(object):
# 定义一个单向循环链表 将节点连接起来
def __init__(self,node = None):
# 指向节点 如果没传递则使用 None
self._head = node
# 定义头节点,指向实例化类对象时传递的节点指向
if node != None:
# 如果传递过来的不是 None
# 第一个节点时需要指向自身(不同之处)
node.next = node
# 指向自己
def is_empty(self):
'''链表是否为空'''
return self._head == None
def length(self):
'''查询链表长度'''
if self.is_empty():
return 0
count = 1
# 等于1 是因为如果为0 到最后不能够加到足够数目
while cur.next != self._head:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
'''遍历整个链表'''
if self.is_empty():
return
cur = self._head
while cur.next != self._head:
print(cur.data)
cur = cur.next
print(cur.data)
# 尾节点的下一个元素为头节点,跳出循环了,打印尾节点数据
def add(self,data):
'''链表头部添加元素'''
node = Node(data)
if self.is_empty():
self._head = node
# 头节点指向 node 节点
node.next = node
# node 节点的下一个节点还为 node
else:
cur = self._head
# 指定当前节点指向
while cur.next != self._head:
# 一直遍历
cur = cur.next
# 不断向下
# cur 当前指向最后一个节点
node.next = self._head
# 右手：node 的下一个节点为头节点
self._head = node
# 让头指针指向 node 节点
cur.next = self._head
# 尾指针的下一个节点为更新后的头节点
def append(self,data):
'''链表尾部添加元素'''
node = Node(data)
if self.is_empty():
self._head = node
node.next = node
else:
cur = self._head
while cur.next != self._head:
cur = cur.next
node.next = cur.next
# 右手：cur.next 为头节点
# 让 node 作为尾节点指向头节点
cur.next = node
# 左手：让当前节点的下一个节点指向 node 节点
def insert(self,pos,data):
'''指定位置添加元素'''
# 如果为零位置
if pos <= 0:
self.add(data)
# 添加节点
elif pos > (self.length()-1):
# 到最后一个元素
self.append(data)
# 添加节点
else:
node = Node(data)
index = 0
cur = self._head
while index < pos :
# 遍历到 pos 前一个位置
index += 1
cur = cur.next
# 不断向下移动
node.next = cur.next
# 先和右面元素建立联系 防止与左面元素失联
cur.next = node
def remove(self,data):
'''删除节点'''
if self.is_empty():
return
cur = self._head
pre = None
# 设置游标表示前一个游标
while cur.next != self._head:
if cur.data == data:
# 如果 cur 指向的节点为要删除的节点
if cur == self._head:
# 如果数据为头节点的数据
rear = self._head
# 定义一个可以找到尾节点的指针
while rear.next != self._head:
rear = rear.next
# 此时 rear 为尾节点
self._head = cur.next
# 跳过头节点
rear.next = self._head
# 尾节点的下一个元素为头节点的下一个元素
else:
# 如果不是头尾节点,是中间节点
pre.next = cur.next
# 跳过 cur 指向的节点
return
# 找到数据并返回
else:
# 如果还没有找到数据
pre = cur
cur = cur.next
# 向下移动
# cur 当前指向为尾节点
if cur.data == data:
if cur == self._head:
# 如果只有一个节点,cur 没有改变过
self._head = None
else:
# 尾部节点为要删除的节点
pre.next = cur.next
def search(self,data):
'''查找节点是否存在'''
if self.is_empty():
return False
cur = self._head
# 指向头节点
while cur.next != self._head:
# 如果下一个节点不为空
if cur.data == data:
# 如果找到了数据
return True
else:
cur = cur.next
# 继续向下寻找
# 处理尾部节点
if cur.data == data:
return True
# 如果找到了元素
return False
# 没有找到该数据
栈
class Stack(object):
'''创建一个栈'''
def __init__(self):
self.__lst = []
# 将列表设置为私有,不让外界进行访问
def add(self,data):
'''在尾部添加元素'''
self.__lst.append(data)
def pop(self):
'''在尾部取出元素'''
return self.__lst.pop()
# pop 删除最后一个对象,并返回值
def peek(self):
'''返回栈顶元素'''
if self.__lst != []:
# 如果不为空
return self.__lst[-1]
# 返回最后一个元素(后进先出)
else:
# 栈为空
return None
def is_empty(self):
'''判断链表是否为空'''
return self.__lst == []
# 不要直接返回 self.__lst 会导致外部得到私有成员
def size(self):
'''返回栈的元素个数'''
return len(self.__lst)
# self.__lst 为列表对象,使用 len 获取长度
队列
class Queue(object):
'''实现队列'''
def __init__(self):
self.__lst = []
# 创建一个容器容纳队列成员
def append_data(self,data):
# 添加元素
self.__lst.append(data)
def pop_headdata(self):
# 从头部删除数据
return self.__lst.pop()
def is_empty(self):
return self.__lst == []
# 判断是否为空
def size(self):
# 返回队列长度
return len(self.__lst)
双端队列
class DoubleQueue(object):
'''实现双端队列'''
def __init__(self):
self.__lst = []
# 创建一个容器容纳队列成员
def append_frontdata(self,data):
'''在头部添加元素'''
self.__lst.insert(0,data)
def append_reardata(self,data):
'''在尾部添加元素'''
self.__lst.append(data)
def pop_headdata(self):
# 从头部删除数据
return self.__lst.pop(0)
def pop_reardata(self):
# 在尾部删除数据
return self.__lst.pop()
def is_empty(self):
return self.__lst == []
# 判断是否为空
def size(self):
# 返回队列长度
return len(self.__lst)
二叉树的创建
'''
树：
每一个结点都有零个或多个子结点
没有父节点的节点称为根节点
每一个非根结点有且只有一个父结点
除了根结点外,每一个子节点可以分为多个不相交的子树
二叉树性质：
在二叉树的第 i 层 最多有 2^(i-1) 个结点
深度为 k 的二叉树最多有 2^k - 1 个结点
叶子结点数为 N0 度数为 2 的结点数为 N2
N0 = N2 + 1
具有 n 个结点的完全二叉树的深度为 log2(n+1)
完全二叉树:
编号为 i 的结点
左孩子 -> 2i
右孩子 -> 2i + 1
左孩子 的 父结点 编号必为 i/2
'''
class Node(object):
'''定义一个结点,有左孩子和右孩子'''
def __init__(self,data):
# 结点数据
self.data = data
# 左、右 孩子指向为空
self.lchild = None
self.rchild = None
class BinaryTree(object):
'''定义二叉树'''
def __init__(self):
# 根结点默认为空
self.root = None
def add(self,data):
# 添加数据到二叉树中 向最后进行添加数据
# 处理顺序：父结点 左孩子 右孩子
node = Node(data)
# 如果为空树
if self.root is None:
self.root = node
# 空树,加入数据则放在根节点处
return
queue = [self.root]
# 添加根节点,作为存在该结点的标志
while queue:
# 如果 queue 不为空
cur_node = queue.pop(0)
# 当前结点指向根节点,取第一个元素
if cur_node.lchild is None :
# 如果左结点为空
cur_node.lchild = node
return
else:
# 添加到指针内,证明存在左结点
queue.append(cur_node.lchild)
if cur_node.rchild is None:
# 如果右结点为空
cur_node.rchild = node
return
else:
# 添加到指针内,证明存在右结点
queue.append(cur_node.rchild)
广度遍历
class Node(object):
'''定义一个结点,有左孩子和右孩子'''
def __init__(self,data):
# 结点数据
self.data = data
# 左、右 孩子指向为空
self.lchild = None
self.rchild = None
class BinaryTree(object):
'''定义二叉树'''
def __init__(self):
# 根结点默认为空
self.root = None
def add(self,data):
# 添加数据到二叉树中 向最后进行添加数据
# 处理顺序：父结点 左孩子 右孩子
node = Node(data)
# 如果为空树
if self.root is None:
self.root = node
# 空树,加入数据则放在根节点处
return
queue = [self.root]
# 添加根节点,作为存在该结点的标志
while queue:
# 如果 queue 不为空
cur_node = queue.pop(0)
# 当前结点指向根节点,取第一个元素
if cur_node.lchild is None :
# 如果左结点为空
cur_node.lchild = node
return
else:
# 添加到指针内,证明存在左结点
queue.append(cur_node.lchild)
if cur_node.rchild is None:
# 如果右结点为空
cur_node.rchild = node
return
else:
# 添加到指针内,证明存在右结点
queue.append(cur_node.rchild)
def bread_travel(self):
'''广度遍历'''
if self.root is None:
# 如果为空树,则直接返回
return
queue = [self.root]
# 存储存在的元素,通过 cur_node 验证
while queue:
# pop 方法直到为 [] 为止
cur_node = queue.pop(0)
# 取出第一个元素
print(cur_node.data)
# 输出结点
if cur_node.lchild is not None:
# 如果存在左结点
queue.append(cur_node.lchild)
# 添加到列表后
if cur_node.rchild is not None:
# 如果存在右结点
queue.append(cur_node.rchild)
# 添加到列表后
深度遍历
class Node(object):
'''定义一个结点,有左孩子和右孩子'''
def __init__(self,data):
# 结点数据
self.data = data
# 左、右 孩子指向为空
self.lchild = None
self.rchild = None
class BinaryTree(object):
'''二叉树'''
def __init__(self):
# 根结点默认为空
self.root = None
def add(self,data):
# 添加数据到二叉树中 向最后进行添加数据
# 处理顺序：父结点 左孩子 右孩子
node = Node(data)
# 如果为空树
if self.root is None:
self.root = node
# 空树,加入数据则放在根节点处
return
queue = [self.root]
# 添加根节点,作为存在该结点的标志
while queue:
# 如果 queue 不为空
cur_node = queue.pop(0)
# 当前结点指向根节点,取第一个元素
if cur_node.lchild is None :
# 如果左结点为空
cur_node.lchild = node
return
else:
# 添加到指针内,证明存在左结点
queue.append(cur_node.lchild)
if cur_node.rchild is None:
# 如果右结点为空
cur_node.rchild = node
return
else:
# 添加到指针内,证明存在右结点
queue.append(cur_node.rchild)
def pre_order(self,node):
'''先序遍历 -> 根左右'''
if node is None:
return
print(node.data,end = " ")
self.pre_order(node,lchild)
# 一直递归左面结点,返回后遍历右面
self.pre_order(node,rchild)
# 开始遍历右侧,直到为空
def in_order(self,node):
'''中序遍历 -> 左根右'''
if node is None:
return
self.in_order(node,lchild)
# 一直递归左面结点
print(node.data,end = " ")
# 打印输出数据
self.in_order(node,rchild)
# 遍历右侧数据
def post_order(self,node):
'''后序遍历 -> 左右根'''
if node is None:
return
self.post_order(node,lchild)
# 一直递归左面结点
self.post_order(node,rchild)
# 一直递归右面结点
print(node.data,end = " ")
单链表
'''
is_empty() 链表是否为空
length() 查询链表长度
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
'''
class SingleNode(object):
'''单链表的节点'''
def __init__(self,item):
self.item = item
# 数据域
self.next = None
# 指针域next指向下一个节点
def is_empty(self):
'''判断链表是否为空,看头结点是否为空'''
return self._head == None
def length(self):
'''链表长度,遍历链表,每遍历一次就进行加一操作'''
cur = self._head
#令cur当前指向头节点位置
count = 0 #count用来返回单链表长度
while cur != None:
count = count + 1
cur = cur.next #到达下一个指针域
return count
def travel(self):
'''遍历单链表,对遍历到的单链表元素取出数据域输出'''
cur = self._head#指向头结点
while cur != None:
print(cur.item)#输出当前节点的元素
cur = cur.next#指向下一个节点
print(" ")
def add(self,item):
'''在单链表头部添加数据域为item元素的节点,
使包含有item元素的节点的下一个节点为头结点(没进行添加之前的)'''
node = SingleNode(item)
# 创建连接,使头结点为第二个节点
node.next = self._head
# 对头结点进行重新命名
self._head = node
def append(self,item):
'''尾部添加元素,当单链表为空时，直接添加。
当单链表不为空时，在尾部添加(进行遍历操作,直到最后一个节点)'''
# 创建节点元素存放item元素
node = SingleNode(item)
if self.is_empty():#如果链表为空
self._head = node
else:
cur = self._head #令指针指向头结点
while cur.next != None:#进行遍历
cur = cur.next#依次向下进行遍历，直到最后一个节点
cur.next = node#让最后一个节点为node，包含有item的元素的节点
def insert(self,pos,item):
'''在指定pos位置,添加包含有item元素的节点'''
if pos <= 0:
#当pos为小于等于0的位置时，将item添加在头部
self.add(item)
elif pos >= self.length():
# 当pos大于等于链表长度时,将item添加在尾部
self.append(item)
else:#既不在头部,又不在尾部
'''创建pre指针,指向pos的前一个位置'''
node = SingleNode(item)
# 存储item元素的节点
count = 0
# pre用来指向位置pos的前一个位置pos-1，从头结点开始
pre = self._head
while count < pos - 1:
# 当count为pos-1时，pre为要插入位置的前一个节点
count += 1
pre = pre.next
node.next = pre.next #先连接原来链表中pos位置后面节点左面的线
pre.next = node#连接原来链表中前一个节点的右面的线
def remove(self,item):
cur = self._head
pre = None
while cur != None:
# 当单链表不为空时
if cur.item == item:
# 如果cur所指向的节点的元素item与要删除的item元素一致
if not pre:
# pre 如果还是None 说明是头结点
# pre = None
# print(not pre) # True
self._head = cur.next#当前cur指向第一个节点
# cur.next为原链表的第二个节点
else:
#cur为要删除的节点，但不是头结点
'''pre为cur的前一个节点,cur为要删除的节点
使用cur节点的后一个节点的左连线连接删除节点的前一个元素的右连线'''
pre.next = cur.next
else:#当cur指向的节点所包含的item元素不是要寻找的item时
pre = cur
cur = cur.next #继续向下寻找
def search(self,item):
'''查看链表中是否存在item元素,通过遍历进行查找'''
cur = self._head #指向头结点
while cur != None:#当cur指向的不为空时
if cur.item == item:#当找到该元素时
return True
cur = cur.next#在while循环内部，不断进行遍历
return False
单向循环链表
'''
is_empty() 链表是否为空
length() 查询链表长度
travel() 遍历整个链表,到头节点结束
add(item) 链表头部添加元素(头节点作为下一个节点，最后一个节点为node节点)
append(item) 链表尾部添加元素,头节点为node的下一个节点
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
'''
class Node(object):
"""节点"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
class SinCycLinkedlist(object):
"""单向循环链表"""
def __init__(self):
self._head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self._head == None
def length(self):
"""返回链表的长度"""
# 如果链表为空，返回长度0
if self.is_empty():
return 0
count = 1
cur = self._head
while cur.next != self._head:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历链表"""
if self.is_empty():
return
cur = self._head
print (cur.item,)
while cur.next != self._head:
cur = cur.next
print(cur.item,)
print ("")
def add(self, item):
"""头部添加节点"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self._head = node
node.next = self._head
else:
#添加的节点指向_head
node.next = self._head
# 移到链表尾部，将尾部节点的next指向node
cur = self._head
while cur.next != self._head:
cur = cur.next
cur.next = node
#_head指向添加node的
self._head = node
def append(self, item):
"""尾部添加节点"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self._head = node
node.next = self._head
else:
# 移到链表尾部
cur = self._head
while cur.next != self._head:
cur = cur.next
# 将尾节点指向node
cur.next = node
# 将node指向头节点_head
node.next = self._head
def insert(self, pos, item):
"""在指定位置添加节点"""
if pos <= 0:
self.add(item)
elif pos > (self.length()-1):
self.append(item)
else:
node = Node(item)
cur = self._head
count = 0
# 移动到指定位置的前一个位置
while count < (pos-1):
count += 1
cur = cur.next
node.next = cur.next
cur.next = node
def remove(self, item):
"""删除一个节点"""
# 若链表为空，则直接返回
if self.is_empty():
return
# 将cur指向头节点
cur = self._head
pre = None
# 若头节点的元素就是要查找的元素item
if cur.item == item:
# 如果链表不止一个节点
if cur.next != self._head:
# 先找到尾节点，将尾节点的next指向第二个节点
while cur.next != self._head:
cur = cur.next
# cur指向了尾节点
cur.next = self._head.next
self._head = self._head.next
else:
# 链表只有一个节点
self._head = None
else:
pre = self._head
# 第一个节点不是要删除的
while cur.next != self._head:
# 找到了要删除的元素
if cur.item == item:
# 删除
pre.next = cur.next
return
else:
pre = cur
cur = cur.next
# cur 指向尾节点
if cur.item == item:
# 尾部删除
pre.next = cur.next
def search(self, item):
"""查找节点是否存在"""
if self.is_empty():
return False
cur = self._head
if cur.item == item:
return True
while cur.next != self._head:
cur = cur.next
if cur.item == item:
return True
return False
双向链表
'''
is_empty() 链表是否为空
length() 查询链表长度
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
'''
class Node(object):
"""双向链表节点"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
self.pre = None
class DLinkList(object):
"""双向链表"""
def __init__(self):
self._head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self._head == None
def length(self):
"""返回链表的长度"""
cur = self._head
count = 0
while cur != None:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历链表"""
cur = self._head
while cur != None:
print(cur.item,)
cur = cur.next
print(" ")
def add(self, item):
"""头部插入元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
# 如果是空链表，将_head指向node
self._head = node
else:
# 将node的next指向_head的头节点
node.next = self._head
# 将_head的头节点的pre指向node
self._head.pre = node
# 将_head 指向node
self._head = node
def append(self, item):
"""尾部插入元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
# 如果是空链表，将_head指向node
self._head = node
else:
# 移动到链表尾部
cur = self._head
while cur.next != None:
cur = cur.next
# 将尾节点cur的next指向node(先左后右)
cur.next = node
# 将node的pre指向cur
node.pre = cur
def search(self, item):
"""查找元素是否存在"""
cur = self._head
while cur != None:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False
def insert(self, pos, item):
"""在指定位置添加节点"""
if pos <= 0:
self.add(item)
elif pos > (self.length()-1):
self.append(item)
else:
node = Node(item)
cur = self._head
count = 0
# 移动到指定位置的前一个位置
while count < (pos-1):
count += 1
cur = cur.next
# 将node的pre指向cur(node左右,cur右左)
node.pre = cur
# 将node的next指向cur的下一个节点
node.next = cur.next
# 将cur的下一个节点的pre指向node
cur.next.pre = node
# 将cur的next指向node
cur.next = node
def remove(self, item):
"""删除元素"""
if self.is_empty():
return
else:
cur = self._head
if cur.item == item:
# 如果首节点的元素即是要删除的元素
if cur.next == None:
# 如果链表只有这一个节点
self._head = None
else:
# 将第二个节点的pre设置为None
cur.next.pre = None
# 将_head指向第二个节点
self._head = cur.next
return
while cur != None:
if cur.item == item:
# 将cur的前一个节点的next指向cur的后一个节点
cur.pre.next = cur.next
# 将cur的后一个节点的pre指向cur的前一个节点
cur.next.pre = cur.pre
break
cur = cur.next
队列
'''
Queue() 创建一个空队列
enqueue(item) 添加元素
dequeue() 从队列头部删除一个元素
is_empty() 判断一个队列是否为空
size() 返回队列的大小
'''
class Queue(object):
'''队列'''
def __init__(self):
self.items = []
def is_empty(self):
return self.items == []
def enqueue(self,item):
'''进队列'''
self.items.insert(0,item)
def dequeue(self):
'''出队列'''
return self.items.pop()
def size(self):
'''返回队列的大小'''
return len(self.items)
双端队列
'''
Deque() 创建一个空的双端队列
add_front(item) 从队头加入一个item元素
add_rear(item) 从队尾加入一个item元素
remove_front() 从队头删除一个item元素
remove_rear() 从队尾删除一个item元素
is_empty() 判断双端队列是否为空
size() 返回队列的大小
'''
class Deque(object):
'''双端队列'''
def __init__(self):
self.items = []
def is_empty(self):
"""判断队列是否为空"""
return self.items == []
def add_front(self,item):
"""在队头添加元素"""
self.items.insert(0,item)
def add_rear(self,item):
"""在队尾添加元素"""
self.items.append(item)
def remove_front(self):
"""从队头删除元素"""
return self.items.pop(0)
def remove_rear(self):
"""从队尾删除元素"""
return self.items.pop()
def size(self):
"""返回队列大小"""
return len(self.items)
栈
'''
Stack() 创建一个新的空栈
push(item) 添加一个新的元素item到栈顶
pop() 弹出栈顶元素
peek() 返回栈顶元素
is_empty() 判断栈是否为空
size() 返回栈的元素个数
'''
class Stack(object):
'''栈'''
def __init__(self):
self.items = []
def is_empty(self):
"""判断是否为空"""
return self.items == []
def push(self,item):
"""加入元素"""
self.items.append(item)
def pop(self):
"""弹出元素"""
return self.items.pop()
def peek(self):
"""返回栈顶元素"""
return self.items[len(self.items)-1]
def size(self):
return len(self.items)
创建二叉树
class Node(object):
"""节点类"""
def __init__(self, elem=-1, lchild=None, rchild=None):
self.elem = elem
self.lchild = lchild
self.rchild = rchild
class Tree(object):
"""树类"""
def __init__(self, root=None):
self.root = root
def add(self, elem):
"""为树添加节点"""
node = Node(elem)
#如果树是空的，则对根节点赋值
if self.root == None:
self.root = node
else:
queue = []
queue.append(self.root)
#对已有的节点进行层次遍历
while queue:
#弹出队列的第一个元素
cur = queue.pop(0)
if cur.lchild == None:
cur.lchild = node
return
elif cur.rchild == None:
cur.rchild = node
return
else:
#如果左右子树都不为空，加入队列继续判断
queue.append(cur.lchild)
queue.append(cur.rchild)
二叉树的层次遍历
def breadth_travel(self, root):
"""利用队列实现树的层次遍历"""
if root == None:
return
queue = []
queue.append(root)
while queue:
node = queue.pop(0)
print(node.elem,)
if node.lchild != None:
queue.append(node.lchild)
if node.rchild != None:
queue.append(node.rchild)
二叉树的深度遍历
def preorder(self, root):
"""递归实现先序遍历"""
if root == None:
return
print(root.elem)
self.preorder(root.lchild)
self.preorder(root.rchild)
def inorder(self, root):
"""递归实现中序遍历"""
if root == None:
return
self.inorder(root.lchild)
print(root.elem)
self.inorder(root.rchild)
def postorder(self, root):
"""递归实现后序遍历"""
if root == None:
return
self.postorder(root.lchild)
self.postorder(root.rchild)
print(root.elem)
邻接矩阵
class Vertex:
def __init__(self, node):
self.id = node
# Mark all nodes unvisited
self.visited = False
def addNeighbor(self, neighbor, G):
G.addEdge(self.id, neighbor)
def getConnections(self, G):
return G.adjMatrix[self.id]
def getVertexID(self):
return self.id
def setVertexID(self, id):
self.id = id
def setVisited(self):
self.visited = True
def __str__(self):
return str(self.id)
class Graph:
def __init__(self, numVertices=10, directed=False):
self.adjMatrix = [[None] * numVertices for _ in range(numVertices)]
self.numVertices = numVertices
self.vertices = []
self.directed = directed
for i in range(0, numVertices):
newVertex = Vertex(i)
self.vertices.append(newVertex)
def addVertex(self, vtx, id): #增加点，这个function没有扩展功能
if 0 <= vtx < self.numVertices:
self.vertices[vtx].setVertexID(id)
def getVertex(self, n):
for vertxin in range(0, self.numVertices):
if n == self.vertices[vertxin].getVertexID():
return vertxin
return None
def addEdge(self, frm, to, cost=0): #返回全部连线/航线
#print("from",frm, self.getVertex(frm))
#print("to",to, self.getVertex(to))
if self.getVertex(frm) is not None and self.getVertex(to) is not None:
self.adjMatrix[self.getVertex(frm)][self.getVertex(to)] = cost
if not self.directed:
# For directed graph do not add this
self.adjMatrix[self.getVertex(to)][self.getVertex(frm)] = cost
def getVertices(self):
vertices = []
for vertxin in range(0, self.numVertices):
vertices.append(self.vertices[vertxin].getVertexID())
return vertices
def printMatrix(self):
for u in range(0, self.numVertices):
row = []
for v in range(0, self.numVertices):
row.append(str(self.adjMatrix[u][v]) if self.adjMatrix[u][v] is not None else '/')
print(row)
def getEdges(self):
edges = []
for v in range(0, self.numVertices):
for u in range(0, self.numVertices):
if self.adjMatrix[u][v] is not None:
vid = self.vertices[v].getVertexID()
wid = self.vertices[u].getVertexID()
edges.append((vid, wid, self.adjMatrix[u][v]))
return edges
def getNeighbors(self, n):
neighbors = []
for vertxin in range(0, self.numVertices):
if n == self.vertices[vertxin].getVertexID():
for neighbor in range(0, self.numVertices):
if (self.adjMatrix[vertxin][neighbor] is not None):
neighbors.append(self.vertices[neighbor].getVertexID())
return neighbors
def isConnected(self, u, v):
uidx = self.getVertex(u)
vidx = self.getVertex(v)
return self.adjMatrix[uidx][vidx] is not None
def get2Hops(self, u): #转一次机可以到达哪里
neighbors = self.getNeighbors(u)
print(neighbors)
hopset = set()
for v in neighbors:
hops = self.getNeighbors(v)
hopset |= set(hops)
return list(hopset)
邻接表
import sys
class Vertex:
def __init__(self, node):
self.id = node
self.adjacent = {}
#为所有节点设置距离无穷大
self.distance = sys.maxsize
# 标记未访问的所有节点
self.visited = False
# Predecessor
self.previous = None
def addNeighbor(self, neighbor, weight=0):
self.adjacent[neighbor] = weight
# returns a list
def getConnections(self): # neighbor keys
return self.adjacent.keys()
def getVertexID(self):
return self.id
def getWeight(self, neighbor):
return self.adjacent[neighbor]
def setDistance(self, dist):
self.distance = dist
def getDistance(self):
return self.distance
def setPrevious(self, prev):
self.previous = prev
def setVisited(self):
self.visited = True
def __str__(self):
return str(self.id) + ' adjacent: ' + str([x.id for x in self.adjacent])
def __lt__(self, other):
return self.distance < other.distance and self.id < other.id
class Graph:
def __init__(self, directed=False):
# key is string, vertex id
# value is Vertex
self.vertDictionary = {}
self.numVertices = 0
self.directed = directed
def __iter__(self):
return iter(self.vertDictionary.values())
def isDirected(self):
return self.directed
def vectexCount(self):
return self.numVertices
def addVertex(self, node):
self.numVertices = self.numVertices + 1
newVertex = Vertex(node)
self.vertDictionary[node] = newVertex
return newVertex
def getVertex(self, n):
if n in self.vertDictionary:
return self.vertDictionary[n]
else:
return None
def addEdge(self, frm, to, cost=0):
if frm not in self.vertDictionary:
self.addVertex(frm)
if to not in self.vertDictionary:
self.addVertex(to)
self.vertDictionary[frm].addNeighbor(self.vertDictionary[to], cost)
if not self.directed:
# For directed graph do not add this
self.vertDictionary[to].addNeighbor(self.vertDictionary[frm], cost)
def getVertices(self):
return self.vertDictionary.keys()
def setPrevious(self, current):
self.previous = current
def getPrevious(self, current):
return self.previous
def getEdges(self):
edges = []
for key, currentVert in self.vertDictionary.items():
for nbr in currentVert.getConnections():
currentVertID = currentVert.getVertexID()
nbrID = nbr.getVertexID()
edges.append((currentVertID, nbrID, currentVert.getWeight(nbr))) # tuple
return edges
def getNeighbors(self, v):
vertex = self.vertDictionary[v]
return vertex.getConnections()
邻接矩阵和邻接表的原文链接:
https://www.cnblogs.com/kumata/p/9246502.html
2020-07-25