python实现双向链表

双向链表

一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。每个节点有两个链接：一个指向前一个节点，当此节点为第一个节点时，指向空值；而另一个指向下一个节点，当此节点为最后一个节点时，指向空值。

操作

• is_empty() 链表是否为空
• length() 链表长度
• travel() 遍历链表
• add(item) 链表头部添加
• append(item) 链表尾部添加
• insert(pos, item) 指定位置添加
• remove(item) 删除节点
• search(item) 查找节点是否存在

实现

# 导入单链表，将单链表改为双链表
from single_link_list import SingleLinkLise

# 节点
class Node(object):
    def __init__(self, item):
        self.elem = item
        self.next = None
        self.prev = None


class DoubleLinkList(SingleLinkLise):
    '''双向链表的is_empty，length， travle方法和单链表的一样， 只需继承即可'''

    def add(self, item):
        '''覆盖单链表add方法'''
        node = Node(item)

        node.next = self._head
        # 如果为空链表
        if not self.is_empty():
            # 双向链表需要将下一个链表节点的prev指向前一个节点
            self._head.prev = node
        self._head = node
    
    def append(self, item):
        '''链表尾部添加元素'''
        node = Node(item)

        # 判断是否为空，如果为空则直接指向新节点
        if self.is_empty():
            self._head = node

        # 如果不为空，则找到最后一个节点添加
        else:
            cur = self._head
            while cur.next != None:
                cur = cur.next
            cur.next = node
            node.prev = cur
    

指定位置插入节点

    def insert(self, pos, item):
        '''指定位置添加元素'''
        cur = self._head
        count = 0

        # 如果位置在第一个元素之前，就往头添加
        if pos <= 0:
            self.add(item)

        # 如果位置在最后一个元素之后，就往尾添加
        elif pos > self.length() - 1:
            self.append(item)

        else:
            while count < pos -1:
                count += 1
                cur = cur.next

            node = Node(item)
            node.next = cur.next
            cur.next.prev = node
            node.prev = cur
            cur.next = node

删除元素

    def remove(self, item):
        '''删除节点'''
        # 如果为空链表
        if self.is_empty():
            return
        else:
            cur = self._head

            while cur != None:
                if cur.elem == item:
                    # 如果是头节点
                    if not cur.prev:
                        # 如果只有一个节点
                        if not cur.next:
                            self._head = None
                        else:
                            cur.next.prev = None
                            self._head = cur.next
                    else:
                        # 如果不是最后一个节点
                        if cur.next:
                            # 将删除位置的上一个节点next指向删除位置的下一个节点,将删除位置的下一个节点prev指向删除位置的上一个节点
                            cur.prev.next = cur.next
                            cur.next.prev = cur.prev
                        # 如果是尾节点
                        else:
                            cur.prev.next = None
                    break
                else:
                    cur = cur.next


# 测试
if __name__ == '__main__':
    dll = DoubleLinkList()
    # 判断是否为空
    print(dll.is_empty())
    # 获取链表长度
    print(dll.length())
    # 遍历链表
    dll.travel()
    # 头添加元素
    dll.add(1)
    # 只有一个元素时删除
    dll.remove(1)
    dll.add(100)
    print(dll.is_empty())
    print(dll.length())
    dll.travel()
    print()
    # 尾添加元素
    dll.append(300)
    dll.append(400)
    dll.travel()
    print()
    # 指定位置添加元素
    dll.insert(1, 200)
    dll.insert(6, 500)
    dll.travel()
    print()
    # 删除节点
    dll.remove(300)
    dll.travel()
    print()
    # 查找节点
    print(dll.search(500))