一个简单的单向链表实现，Python

Posted 2022-01-22 zhangphil

每一个节点包含值和指向下一个节点的指针。当前节点指向下一个节点是一个对象，直接打印是一串不容易识别的序列号，因此把下一个节点的值装入到当前节点，易于阅读和调试。

import random

VALUE = 'value'
NEXT = 'next'


class Node:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
        self.next = None

    def __str__(self):
        next_v = None
        if self.next is not None:
            next_v = self.next.value
        return str(VALUE: self.value, NEXT: next_v)


# 加入到LinkList的节点
class LinkList(object):
    def __init__(self):
        self.head = None

    def append(self, value):
        node = Node(value)
        node.next = None

        if self.head is None:
            self.head = node
        else:
            cur = self.head
            while True:
                if cur.next is None:
                    break
                else:
                    cur = cur.next
            cur.next = node

    # 根据一个值查找该节点
    def find(self, v):
        node = Node
        cur = self.head
        while cur is not None:
            if cur.value == v:
                node = cur
                break
            cur = cur.next
        return node

    # 在指定的链表位置pos处插入节点node
    def insert(self, pos, node):
        if pos == 0:
            node.next = self.head
            self.head = node
        else:
            pos_node = self.get_node_by_pos(pos)
            pos_pre_node = self.get_node_by_pos(pos - 1)
            pos_pre_node.next = node
            node.next = pos_node

    # 删除位于链表pos位置的节点
    def delete_node(self, pos):
        # 删除最头部节点
        if pos == 0:
            # 如果链表长度为1，直接将链表的head置为None
            if self.size() == 1:
                self.head = None
            else:
                next_node = self.get_node_by_pos(pos + 1)
                self.head = next_node
            return

        # 删除最尾部节点
        if pos == (self.size() - 1):
            pre_node = self.get_node_by_pos(pos - 1)
            pre_node.next = None
            return

        # 删除介于中间部位的节点（非最头和最尾节点）
        pre_node = self.get_node_by_pos(pos - 1)
        next_node = self.get_node_by_pos(pos + 1)
        pre_node.next = next_node

    def items(self):
        nodes = []
        cur = self.head
        while cur is not None:
            nodes.append(cur)
            cur = cur.next
        return nodes

    def size(self):
        count = 0
        cur = self.head
        while cur is not None:
            count = count + 1
            cur = cur.next
        return count

    # 返回链表对应序号位置的节点。
    def get_node_by_pos(self, pos):
        count = 0
        node = None
        cur = self.head
        while cur is not None:
            if count == pos:
                node = cur
                break

            cur = cur.next
            count = count + 1

        return node


# 在列表中的随机位置插入一个值v
def random_insert(link, v):
    print('--')
    pos = random.randint(0, link.size() - 1)
    print('插入pos =', pos)
    link.insert(pos, Node(v))


def app():
    link = LinkList()
    for i in range(5):
        link.append(random.randint(1, 10000))
    print('-')
    print('原始随机链表')
    print_node(link)

    random_insert(link, 'zhang')
    print_node(link)
    random_insert(link, 'phil')
    print_node(link)

    print('---')
    print('删除 pos = 0')
    link.delete_node(0)
    print_node(link)

    print('---')
    print('删除 pos = 1')
    link.delete_node(1)
    print_node(link)

    print('---')
    print('删除 pos = ', link.size() - 1)
    link.delete_node(link.size() - 1)
    print_node(link)


def print_node(link):
    for n in link.items():
        print('节点', n)
    print('长度', link.size())


if __name__ == '__main__':
    app()

输出：

-
原始随机链表
节点 'value': 8018, 'next': 4938
节点 'value': 4938, 'next': 3066
节点 'value': 3066, 'next': 579
节点 'value': 579, 'next': 5003
节点 'value': 5003, 'next': None
长度 5
--
插入pos = 1
节点 'value': 8018, 'next': 'zhang'
节点 'value': 'zhang', 'next': 4938
节点 'value': 4938, 'next': 3066
节点 'value': 3066, 'next': 579
节点 'value': 579, 'next': 5003
节点 'value': 5003, 'next': None
长度 6
--
插入pos = 1
节点 'value': 8018, 'next': 'phil'
节点 'value': 'phil', 'next': 'zhang'
节点 'value': 'zhang', 'next': 4938
节点 'value': 4938, 'next': 3066
节点 'value': 3066, 'next': 579
节点 'value': 579, 'next': 5003
节点 'value': 5003, 'next': None
长度 7
---
删除 pos = 0
节点 'value': 'phil', 'next': 'zhang'
节点 'value': 'zhang', 'next': 4938
节点 'value': 4938, 'next': 3066
节点 'value': 3066, 'next': 579
节点 'value': 579, 'next': 5003
节点 'value': 5003, 'next': None
长度 6
---
删除 pos = 1
节点 'value': 'phil', 'next': 4938
节点 'value': 4938, 'next': 3066
节点 'value': 3066, 'next': 579
节点 'value': 579, 'next': 5003
节点 'value': 5003, 'next': None
长度 5
---
删除 pos =  4
节点 'value': 'phil', 'next': 4938
节点 'value': 4938, 'next': 3066
节点 'value': 3066, 'next': 579
节点 'value': 579, 'next': None
长度 4