数据结构是计算机科学必须掌握的一门学问，很多的教材都是用C语言实现链表，因为C有指针，可以很方便的控制内存，很方便就实现链表，其他的语言，则没那么方便，有很多都是用模拟链表，因为python是动态语言，可以直接把对象赋值给新的变量。在C/C++中，通常采用“指针+结构体”来实现链表；而在Python中，则可以采用“引用+类”来实现链表。
一、链表的基本结构
链表是通过一个个节点（Node）组成的，每个节点都包含了称为数据域(value)和指针域(next)的基本单元，它也是一种递归的数据结构。它能保持数据之间的逻辑顺序，但存储空间不必按照顺序存储。
链表的基本元素有：
- 节点：每个节点有两个部分，左边部分称为值域，用来存放用户数据；右边部分称为指针域，用来存放指向下一个元素的指针。
- head:head节点永远指向第一个节点
- tail: tail永远指向最后一个节点
- None:链表中最后一个节点的指针域为None值
二、链表的种类以及和动态数组(Array List)的对比
三、单向链表属性与各类操作方法代码
在C语言中，我们定义插入、删除靠得是指针来实现，引入一篇博客，里面的图解释的很清楚。链表的插入、删除的处理
//c语言的代码 关于链表排序的代码
//解释下我的思路，链表排序，理论上是数字在变换，但是我们要用链表来控制数字变化比较
//用的算法依然是，冒泡法，和正常排序没什么区别。
//等效与数组，这儿只不过是用指针来确定data位置
viod sort()
{
int i,j;
int temp;
int len=length_list(pHead);//
PNODE p,q;//定义指针
////利用冒泡排序，指针在移动，数字在交换，
for (i=0,p=pHead->pNext ; i<len-1 ; i++,p=p->pNext)///初始的指针p是在第一个元素上
{
for(j=i+1,q=p->pNext ; j<len ; j++,q=q->pNext)
{
//数字交换
if(p->data > q->data)
{
temp = p->data;
p->data = q->data;
q->data = temp;
}
}
}
}
但是python中没有指针，实现插入、删除、替换要怎么去做？？
python代码的实现，我们用引用+类来实现。
#先定一个node的类
class Node(): #value + next
def __init__ (self, value = None, next = None):
self._value = value
self._next = next
def getValue(self):
return self._value
def getNext(self):
return self._next
def setValue(self,new_value):
self._value = new_value
def setNext(self,new_next):
self._next = new_next
#实现Linked List及其各类操作方法
class LinkedList():
def __init__(self): #初始化链表为空表
self._head = Node()
self._tail = None
self._length = 0
#检测是否为空
def isEmpty(self):
return self._head == None
#add在链表前端添加元素:O(1)
def add(self,value):
newnode = Node(value,None) #create一个node（为了插进一个链表）
newnode.setNext(self._head)
self._head = newnode
#append在链表尾部添加元素:O(n)
def append(self,value):
newnode = Node(value)
if self.isEmpty():
self._head = newnode #若为空表，将添加的元素设为第一个元素
else:
current = self._head
while current.getNext() != None:
current = current.getNext() #遍历链表
current.setNext(newnode) #此时current为链表最后的元素
#search检索元素是否在链表中
def search(self,value):
current=self._head
foundvalue = False
while current != None and not foundvalue:
if current.getValue() == value:
foundvalue = True
else:
current=current.getNext()
return foundvalue
#index索引元素在链表中的位置
def index(self,value):
current = self._head
count = 0
found = None
while current != None and not found:
count += 1
if current.getValue()==value:
found = True
else:
current=current.getNext()
if found:
return count
else:
raise ValueError ('%s is not in linkedlist'%value)
#remove删除链表中的某项元素
def remove(self,value):
current = self._head
pre = None
while current!=None:
if current.getValue() == value:
if not pre:
self._head = current.getNext()
else:
pre.setNext(current.getNext())
break
else:
pre = current
current = current.getNext()
#insert链表中插入元素
def insert(self,pos,value):
if pos <= 1:
self.add(value)
elif pos > self.size():
self.append(value)
else:
temp = Node(value)
count = 1
pre = None
current = self._head
while count < pos:
count += 1
pre = current
current = current.getNext()
pre.setNext(temp)
temp.setNext(current)