python3实现链表的基础操作

Posted 2023-01-26 William_Tao（攻城狮）

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python3实现链表的基础操作

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实现的步骤：

一、建立链表模型

二、遍 历 链 表

三、获取链表长度

四、追 加 节 点

五、插 入 操 作

六、主 调 函 数

分析：

（1）建立链表模型：

首先我们节点的概念如图中的单个方块（代码实现）：

class linkNode():
    """
    链表节点类
    """
    def __init__(self,date):
        self.date=date
        self.next=None

其次我们脑子里应该有一下的链表模型

那么要想实现这个模型我们可以用以下的代码来实现：

lass sigLink():
    """
    self.length   用于记录链表的长度
    self.head     链表的头部
    self.tail     记录链表的尾部
    """
    def __init__(self,item):
        """
        item   一位数组，存放改链表的数组
        
        """
        self.length=len(item)
        if self.length<=0:
            return
        i=0
        self.head=linkNode(item[i])
        self.tail=self.head
        i+=1###此句不能少
        while i<self.length:
            self.tail.next=linkNode(item[i])
            self.tail=self.tail.next
            i+=1

注意：（1）__ init__(self,item)是自动调用的，只要有sigLink这一实例化对象就会执行的，
（2）item这一参数可以在实例化时传入一个列表。
（3）i+=1记住一定不能忘记写！（笔者一开始就忘记写出现了没有预期的结果）

感兴趣的游客可以尝试把i+=1那行代码删去，看一下遍历结果会出现怎样的变化！

执行到这一步我们的链表的基本框架也就出来了！

（2）遍历链表：

当我们建立好链表以后，我们需要知道链表里面的数据，于是就需要遍历这一过程读取每一个节点的数据内容。这里我们需要一个p标记，就是完成遍历的关键

def printlink(self):
        """
            正序打印该链表
        """
        if self.head==None:
            print("该链表为空链表！")
        p=self.head
        while p!=None:
            print(p.date,end=" ")
            p=p.next

关键字end=“ ”可以用于将结果输出到同一行

图上的p的序号代表执行的顺序

（3）获取链表长度：

def getlength(self):
        """
            获取链表的长度
        """
        print("该链表的长度为：",self.length)

在sigLink类中我们已经知道链表的长度，因此只需要返回self.length即可

（4）追加节点：

def linkAppend(self,num):
        """在链表尾部追加节点"""
        self.tail.next=linkNode(num)
        self.tail=self.tail.next
        self.length+=1

先将要插入的数字转换为节点（linkNode（num）），然后将tail的next域指向linkNode（num），最后在将tail指向linkNode（num）即完成了追加这一功能

（5）插入操作：

插入时有四种情况：

（1）索引值大于链表的长度
（2）索引值等于0
（3）索引值刚好等于链表的长度（相当于追加）
（4）索引值在中间位置
针对（2），（4）两种情况 我画了一下的图形让游客理解。

def insertNode(self,index,num):
        """
            在链表中间插入节点
            index：插入节点的序号
            num：插入点的值
        """
        if index>self.length:
            print("index参数超出范围")
            return
        if index==self.length:
            self.linkAppend(num)
            return
        if index==0:
            p=linkNode(num)
            p.next=self.head
            self.head=p
            self.length+=1
            return
        ptemp=self.head
        while index>1:
            ptemp=ptemp.next
            index-=1
        p=linkNode(num)
        p.next=ptemp.next
        ptemp.next=p
        self.length+=1

（6）主调代码：

1、简单形式的：

a=sigLink([1,2,3,4])
a.printlink()
a.insertNode(2,10)#插入操作
print("\\n")
a.printlink()#遍历操作
print("\\n")
a.getlength()#获取长度
print("\\n")
a.linkAppend(15)#追加节点
a.printlink()

2、复杂形式的：

a=[]
flag=""
NodeNum=int(input("请输入节点的个数："))
for i in range(1,NodeNum+1):
    a.append(int(input("您输入的第%d个节点的值为："%i)))
    
Link=sigLink(a)
number=int(input("请你输入你要执行的次数："))
i=0#标记次数
while i<number:
    operation=input("请输入你要进行的操作名称：")
    name=flag+str(operation)
    i+=1
    if name=="printlink":
        print("遍历的结果为：")
        Link.printlink()
        print("\\n")
    elif name=="getlength":
        Link.getlength()
    elif name=="linkAppend":
        num=int(input("请输入你要追加的数字："))
        Link.linkAppend(num)
        print("追加成功！")
        print("追加之后遍历的结果为：")
        Link.printlink()
        print("\\n")
    elif name=="insertNode":
        Index=int(input("你要索引的位置为：："))
        NodeNum=int(input("你要在%d插入的数字："%Index))
        Link.insertNode(Index,NodeNum)
        print("插入成功！")
        print("插入之后遍历的结果为：")
        print("\\n")
        Link.printlink()
    if name!="printlink" or name!="getlength"or name!="linkAppend" or name!="insertNode":
        print("输入操作名称有误，请重新输入！")
        

while i>=number:
    print("\\n")
    print("执行次数已经达到，结束程序！")
    i=i-1
    

完整代码：

class linkNode():
    """
    链表节点类
    """
    def __init__(self,dat):
        self.dat=dat
        self.next=None
class sigLink():
    """
    self.length   用于记录链表的长度
    self.head     链表的头部
    self.tail     记录链表的尾部
    """
    def __init__(self,item):
        """
        item   一位数组，存放改链表的数组
        
        """
        self.length=len(item)
        if self.length<=0:
            return
        i=0
        self.head=linkNode(item[i])
        self.tail=self.head
        i+=1###此句不能少
        while i<self.length:
            self.tail.next=linkNode(item[i])
            self.tail=self.tail.next
            i+=1
    def printlink(self):
        """
            正序打印该链表
        """
        if self.head==None:
            print("该链表为空链表！")
        p=self.head
        while p!=None:
            print(p.dat,end=" ")
            p=p.next
    def getlength(self):
        """
            获取链表的长度
        """
        print("该链表的长度为：",self.length)
    def linkAppend(self,num):
        """在链表尾部追加节点"""
        self.tail.next=linkNode(num)
        self.tail=self.tail.next
        self.length+=1
    def insertNode(self,index,num):
        """
            在链表中间插入节点
            index：插入节点的序号
            num：插入点的值
        """
        if index>self.length:
            print("index参数超出范围")
            return
        if index==self.length:
            self.linkAppend(num)
            return
        if index==0:
            p=linkNode(num)
            p.next=self.head
            self.head=p
            self.length+=1
            return
        ptemp=self.head
        while index>1:
            ptemp=ptemp.next
            index-=1
        p=linkNode(num)
        p.next=ptemp.next
        ptemp.next=p
        self.length+=1

a=[]
flag=""
NodeNum=int(input("请输入节点的个数："))
for i in range(1,NodeNum+1):
    a.append(int(input("您输入的第%d个节点的值为："%i)))
    
Link=sigLink(a)
number=int(input("请你输入你要执行的次数："))
i=0#标记次数
while i<number:
    operation=input("请输入你要进行的操作名称：")
    name=flag+str(operation)
    i+=1
    if name=="printlink":
        print("遍历的结果为：")
        Link.printlink()
        print("\\n")
    elif name=="getlength":
        Link.getlength()
    elif name=="linkAppend":
        num=int(input("请输入你要追加的数字："))
        Link.linkAppend(num)
        print("追加成功！")
        print("追加之后遍历的结果为：")
        Link.printlink()
        print("\\n")
    elif name=="insertNode":
        Index=int(input("你要索引的位置为：："))
        NodeNum=int(input("你要在%d插入的数字："%Index))
        Link.insertNode(Index,NodeNum)
        print("插入成功！")
        print("插入之后遍历的结果为：")
        print("\\n")
        Link.printlink()
    if name!="printlink" or name!="getlength"or name!="linkAppend" or name!="insertNode":
        print("输入操作名称有误，请重新输入！")
        

while i>=number:
    print("\\n")
    print("执行次数已经达到，结束程序！")
    i=i-1