链表是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，它每个节点由数据和一个指针组成，指针指向下一个节点的数据。因为链表不必按顺序存储，所以链表在插入数据时间复杂度可达到O(1)，且可以不必事先知道数据大写，可充分利用计算机的内存，内存可动态管理。但是链表的缺点也很明显，由于增加了结点的指针域，空间开销比顺序表大，且查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而顺序表则可达O(1)。实际应用中与数组类似地，通常将使用头结点(第一个结点)来表示整个列表。
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
author: Gordennizaicunzai
date: 2021-03-02
"""
class Node:
def __init__(self, val, point_next=None):
self.val = val
self.next = point_next
class LinkedList:
def __init__(self):
self.head = Node(None) # 初始化时，head.val和head.next都是None
def add(self, val):
"""
从链表的头部插入一个节点
:param val: 新节点的值
:return: 无
"""
cur_node = Node(val) # 初始化一个新结点 cur_node
cur_node.next = self.head.next # 将新结点链接到原始头结点head
self.head.next = cur_node # 将cur_node指定为head，从链表头插入数据时不要忘了跟新链表头这步
def append(self, val):
"""
从链表的尾部插入一个节点
:param val: 新节点的值
:return: 无
"""
# 将指针移动到链表的尾巴
p = self.head
while p.next is not None:
p = p.next
# 把链表的尾巴指向新节点即可
p.next = Node(val)
def insert(self, index, val):
"""
按索引插入一个节点，如果索引小于1则在头部插入，如果索引大于链表长度则在尾部插入
:param index: 索引
:param val: 新节点的值
:return: 无
"""
# 如果索引小于1则在头部插入
if index < 1:
self.add(val)
else:
# 将指针移动到链表的指定索引节点处
p = self.head
for _ in range(index):
if p.next is None:
break # 如果索引大于链表长度则退出for循环，在尾部插入
p = p.next
cur_node = Node(val) # 初始化一个新结点 cur_node
cur_node.next = p.next # 将cur_node指向索引节点的下一个节点，即cur_node插入在索引节点后面
p.next = cur_node # 将索引节点指向cur_node
def delete(self, index):
"""
按索引删除一个节点，如果索引大于链表长度则返回失败
:param index: 索引
:return: 成功True，失败False
"""
# 将指针移动到链表的指定索引节点处
p = self.head
for _ in range(index):
if p.next is None:
break # 如果索引大于链表长度则退出for循环，在尾部插入
p = p.next
if p.next is None:
return False # 如果索引大于链表长度则返回失败
else:
p.next = p.next.next # 跳过指定索引的下一个节点
return True
def remove(self, val):
"""
删除指定值的节点，没有则不删，有多个则只删1个
:param val: 指定值
:return: 成功True，失败False
"""
# 移动指针，查找符合指定值的节点
p = self.head
while p.next and p.next.val != val:
p = p.next
if p.next is None:
return False # 没有找到，不删，返回失败
else:
p.next = p.next.next # 找到，跳过该节点
return True
def is_empty(self):
"""
判断链表是否为空
:return: 空则True，不空则False
"""
return self.head.next is None
def clear(self):
"""
清空链表
:return:
"""
self.head.next = None
def length(self):
"""
获取链表的长度
:return: 链表长度
"""
count = 0
p = self.head.next # 注意self.head.next为第一个有效节点
while p:
count += 1
p = p.next
return count
def get_item(self, index):
"""
根据索引获取节点的值
:param index: 索引
:return: 索引对应节点的值
"""
# 将指针移动到链表的指定索引节点处
p = self.head.next # 注意self.head.next为第一个有效节点
for _ in range(index):
if p.next is None:
raise IndexError("Index out of range")
p = p.next
return p.val
def change_item(self, index, data):
"""
根据索引改变节点的值
:param index: 索引
:param data: 要改变的值
:return: 改变后的索引对应节点的值
"""
# 将指针移动到链表的指定索引节点处
p = self.head.next # 注意self.head.next为第一个有效节点
for _ in range(index):
if p.next is None:
raise IndexError("Index out of range")
p = p.next
p.val = data
return p.val
def search(self, data):
"""
查找指定值是否存在
:param data: 指定值
:return: 存在则True，不存在False
"""
p = self.head
while p:
if p.val == data:
return True
p = p.next
return False
def show(self):
"""
显示整个链表的值
:return: 保存整个链表的值的列表
"""
res = []
p = self.head.next
while p:
res.append(p.val)
p = p.next
print(res)
return res
if __name__ == "__main__":
lnk = LinkedList()
print("lnk.is_empty():", lnk.is_empty())
lnk.add(1)
print("lnk.add(1)")
lnk.show()
print("lnk.is_empty():", lnk.is_empty())
lnk.add(2)
print("lnk.add(2)")
lnk.show()
lnk.insert(1, 3)
print("lnk.insert(1, 3)")
lnk.show()
lnk.append(10)
print("lnk.append(10)")
lnk.show()
lnk.delete(4)
print("lnk.delete(4)")
lnk.show()
lnk.delete(3)
print("lnk.delete(3)")
lnk.show()
lnk.append(10)
print("lnk.append(10)")
lnk.show()
print("lnk.length():", lnk.length())
lnk.remove(1)
print("lnk.remove(1):")
lnk.show()
print("lnk.length():", lnk.length())
print("lnk.get_item(2):", lnk.get_item(2))
print("lnk.search(20):", lnk.search(20))
print("lnk.change_item(2)", lnk.change_item(2, 20))
lnk.show()
print("lnk.search(20):", lnk.search(20))
print("lnk.clear()", lnk.clear())
lnk.show()
print("lnk.is_empty():", lnk.is_empty())
