python中的链表

Posted 2021-01-31 花暖啊丶

　　python中的链表（linked list）是一组数据项的集合，其中每个数据项都是一个节点的一部分，每个节点还包含指向下一个节点的链接。链表的数据结构如下图所示

在链表中删除操作可以通过修改指针来实现,如下图所示:

插入则是调整,插入点的前后两个指针的指向关系,如下图所示:

　　在python中每个变量都是指针,例如:

用内置数据结构(list, dict, tuple等）的嵌套/组合，它们隐式地包含了指向/嵌套关系，如graph[u][v]={w0,w1..}类的成员变量、嵌套类可能包含了指向/嵌套关系；

引用表示指向关系，只不过引用不能像指针一样运算，比如 p + 1 指向下一个元素，所以可能限制颇多.因此,要实现链表的操作,不能和c一样直接对指针进行操作.

 

1. 单向链表的实现
1.1 Node实现

　　每个Node分为两部分。一部分含有链表的元素，可以称为数据域；另一部分为一指针，指向下一个Node。

class Node():
    __slots__=[\'_item\',\'_next\']    #限定Node实例的属性
    def __init__(self,item):
        self._item=item
        self._next=None     #Node的指针部分默认指向None
    def getItem(self):
        return self._item
    def getNext(self):
        return self._next
    def setItem(self,newitem):
        self._item=newitem
    def setNext(self,newnext):
        self._next=newnext

1.2 SinglelinkedList的实现

class SingleLinkedList():  
    def __init__(self):
        self._head=None    #初始化链表为空表
        self._size=0

1.3 检测链表是否为空

def isEmpty(self):
    return self._head==None 

1.4 add在链表前端添加元素

def add(self,item):
    temp=Node(item)
    temp.setNext(self._head)
    self._head=temp

1.5 append在链表尾部添加元素

def append(self,item):
    temp=Node(item)
    if self.isEmpty():
        self._head=temp   #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(temp)   #此时current为链表最后的元素

1.6 search检索元素是否在链表中

def search(self,item):
    current=self._head
    founditem=False
    while current!=None and not founditem:
        if current.getItem()==item:
            founditem=True
        else:
            current=current.getNext()
    return founditem

1.7 index索引元素在链表中的位置

def index(self,item):
    current=self._head
    count=0
    found=None
    while current!=None and not found:
        count+=1
        if current.getItem()==item:
            found=True
        else:
            current=current.getNext()
    if found:
        return count
    else:
        raise ValueError,\'%s is not in linkedlist\'%item

1.8 remove删除链表中的某项元素

def remove(self,item):
    current=self._head
    pre=None
    while current!=None:
        if current.getItem()==item:
            if not pre:
                self._head=current.getNext()
            else:
                pre.setNext(current.getNext())
            break
        else:
            pre=current
            current=current.getNext()

1.9 insert链表中插入元素

def insert(self,pos,item):
   if pos<=1:
       self.add(item)
   elif pos>self.size():
       self.append(item)
   else:
       temp=Node(item)
       count=1
       pre=None
       current=self._head
       while count<pos:
           count+=1
           pre=current
           current=current.getNext()
       pre.setNext(temp)
       temp.setNext(current)