单链表
单链表是一种链式的数据结构，链表中的数据用结点来表示，每个结点由：数据元素和指向下一个数据元素的指针组成，指针就是连接每个结点的地址。
说白了：单链表就是由很多个结点组成，每个结点之间用指针连接着，从前驱节点指向后继结点。
（这里所说的指针只是一个虚拟的指代，并非像c语言中的指针）
以下是创建一个单链表并实现一些功能的实例，先分布详解每个函数，最后再给出完整代码
首先创建一个结点类
里面包含数据元素和指向下一个数据元素的指针
class Node(object):
"""创建单个结点类"""
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None然后创建一个单链表的类
里面包含一些功能，接下来写的函数都是包含在这个类中的。
在创建单链表这个类中，我们先写一个初始化函数，用来初始化一个头结点
然后再写一个函数，判断这个链表是否为空，如果为空，就返回True
class SingleLinkedList(object):
"""创建一个单链表"""
def __init__(self):
self.head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self.head is None创建一个获取单链表长度的函数
cur 英文为current，意为：现在的，表示当前指针所指向的结点，这里从头结点开始
count就是链表的长度，当这个结点不为空的时候，长度就加一，然后当前指针所指向的结点(cur)向后移，就是将cur的下一个变为cur。
def length(self):
"""获取链表的长度"""
cur = self.head
count = 0
while cur is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count在链表的头部添加元素
首先我们需要创建一个新结点，然后令这个结点的指针指向原来链表的头部结点，再将头部结点(head)这个称号给这个新结点，这样，这个新结点就是新的头部结点了。
def add_fist(self, data):
"""在链表的头部添加元素"""
node = Node(data)
node.next = self.head
self.head = node在链表的尾部添加元素
这次我们需要考虑两种情况：链表为空、链表不为空
当链表为空的时候，我们只能将这个新结点插入到头结点的位置
当链表不为空的时候，我们就需要将指针移动到链表的最后，然后将新结点插入到最后那一个结点的下一个位置，也就是添加到最后。
def add_last(self, data):
"""在链表的尾部添加元素"""
node = Node(data)
if self.is_empty():
self.head = node
else:
cur = self.head
while cur.next is not None:
cur = cur.next
cur.next = node在链表的指定位置添加元素
这个函数我们使用的时候，需要指定index：元素在链表中的位置，data：元素的数据
我这里考虑了四种情况：出错情况、插入到头部的情况、插入到尾部的情况、插入到中间的情况
出错情况：当指定的索引小于零，或者大于这个链表的长度的时候，那肯定是没有这个位置的，所以判为出错
插入到头部的情况：当索引为0时，就是插入到链表的最前面，我们上面已经写过这个函数，所以直接调用就行了。
插入到尾部的情况：当索引为链表的长度时，就是插入到链表的最后面，所以也是直接调用就可以
插入到中间的情况：这种情况就不是特殊情况了，所以需要一个count来计数，让指针移动到待添加位置index的前一个位置，然后进行插入。中心思想就是，新结点 指向 原来指针指向的结点cur的后继结点，指针指向的结点cur指向新结点。
（有人可能想问，一定需要分出那么多种情况吗，有没有其它更简洁一点的方法？答案是：有的，这只是其中一种方法，使用其它方法也可以完成这个功能）
def insert_node(self, index, data):
"""在指定位置添加元素"""
node = Node(data)
if index < 0 or index > self.length():
return False
elif index == 0:
self.add_fist()
elif index == self.length():
self.add_last()
else:
cur = self.head
count = 0
while count < index - 1:
cur = cur.next
count += 1
node.next = cur.next
cur.next = node删除指定结点
这里分了两种情况：删除的结点就是头结点、删除的结点不是头结点
删除的结点是头结点：这种情况就直接将头结点的称号给头结点的后继结点就可以了
删除的结点不是头结点：这种情况就需要逐步移动指针，进行查找了，直到找到那个要删除的元素。我们需要两个结点：指针指向的结点（当前查找的结点）、它的前驱节点
因为cur代表当前结点，pre代表它的前驱结点，所以初始化的时候，cur指向头结点，但头结点没有前驱结点了，所以初始化为None。然后在向后移动的时候，就可以进行交换赋值了。
最后我们找到了那个要删除的结点，也就是cur当前指向的，所以我们只需将它的前驱结点pre指向它的后继结点cur.next，这样就跳过了中间的那个结点cur，由此完成了删除操作。
def remove_node(self, data):
"""删除指定结点"""
cur = self.head # 指针指向的结点
pre = None # 指针指向结点的前一个
if self.head == data:
self.head.next = self.head
else:
while cur.data is not data:
pre = cur
cur = cur.next
pre.next = cur.next查找指定结点是否存在
同删除操作相似，我们只需不断向后查找（cur = cur.next），找到那个要查找的结点为止。
def search_node_is_exist(self, data):
"""查找指定结点是否存在"""
cur = self.head
while cur is not None:
if cur.data == data:
return True
else:
cur = cur.next
return False遍历并打印整个链表
不断的向后查找，将查找到的每个结点打印出来
def traversal(self):
"""遍历整个链表"""
cur = self.head
while cur is not None:
print(cur.data)
cur = cur.next主函数进行测试
对上面的函数进行调用
if __name__ == '__main__':
lists = SingleLinkedList()
lists.add_fist(2)
lists.add_fist(1)
lists.add_last(4)
lists.insert_node(2, 3)
lists.traversal()
print(lists.is_empty())
print(lists.length())
lists.remove_node(4)
print(lists.search_node_is_exist(3))
lists.traversal()输出结果截图
完整代码
class Node(object):
"""创建单个结点类"""
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None
class SingleLinkedList(object):
"""创建一个单链表"""
def __init__(self):
self.head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self.head is None
def length(self):
"""获取链表的长度"""
cur = self.head
count = 0
while cur is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count
def add_fist(self, data):
"""在链表的头部添加元素"""
node = Node(data)
node.next = self.head
self.head = node
def add_last(self, data):
"""在链表的尾部添加元素"""
node = Node(data)
if self.is_empty():
self.head = node
else:
cur = self.head
while cur.next is not None:
cur = cur.next
cur.next = node
def insert_node(self, index, data):
"""在指定位置添加元素"""
node = Node(data)
if index < 0 or index > self.length():
return False
elif index == 0:
self.add_fist()
elif index == self.length():
self.add_last()
else:
cur = self.head
count = 0
while count < index - 1:
cur = cur.next
count += 1
node.next = cur.next
cur.next = node
def remove_node(self, data):
"""删除指定结点"""
cur = self.head # 指针指向的结点
pre = None # 指针指向结点的前一个
if self.head == data:
self.head.next = self.head
else:
while cur.data is not data:
pre = cur
cur = cur.next
pre.next = cur.next
def search_node_is_exist(self, data):
"""查找指定结点是否存在"""
cur = self.head
while cur is not None:
if cur.data == data:
return True
else:
cur = cur.next
return False
def traversal(self):
"""遍历整个链表"""
cur = self.head
while cur is not None:
print(cur.data)
cur = cur.next
if __name__ == '__main__':
lists = SingleLinkedList()
lists.add_fist(2)
lists.add_fist(1)
lists.add_last(4)
lists.insert_node(2, 3)
lists.traversal()
print(lists.is_empty())
print(lists.length())
lists.remove_node(4)
print(lists.search_node_is_exist(3))
lists.traversal()上面这些函数的方法都比较简单，后续还会接触到更深一些的算法，但只要耐心学，并自己动手练习，再去找一些实例深入练习，就完全不是什么问题。
