3-1单向链表

Posted 2022-04-16 echo-kid-coding

链表

为什么需要链表

顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间，而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁，所以使用起来并不是很灵活。

链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。

链表的定义

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是不像顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点（数据存储单元）里存放下一个节点的位置信息（即地址）。

单向链表

单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。

 

 

• 表元素域elem用来存放具体的数据。
• 链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
• 变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。

节点实现

 

class SingleNode(object):
    """单链表的结点"""
    def __init__(self,item):
        # _item存放数据元素
        self.item = item
        # _next是下一个节点的标识
        self.next = None

 

单链表的操作

• is_empty() 链表是否为空
• length() 链表长度
• travel() 遍历整个链表
• add(item) 链表头部添加元素
• append(item) 链表尾部添加元素
• insert(pos, item) 指定位置添加元素
• remove(item) 删除节点
• search(item) 查找节点是否存在

 

class SingleNode(object):
    def __init__(self,item):
        self.item = item
        self.next = None



class SingleLinkList(object):
    def __init__(self,item=None):
        self.__head = item

    def is_empty(self):
        return self.__head == None

    def length(self):
        cur = self.__head
        count = 0
        while cur != None:
            count += 1
            cur = cur.next
        return count

    def travel(self):
        cur = self.__head
        while cur != None:
            print(cur.item,end = ‘ ‘)
            cur =cur.next
        print("")
    def add(self,item):
        #在链表头部添加元素，头插法
        node = SingleNode(item)
        node.next = self.__head
        self.__head = node

    def append(self,item):
        #在链表尾部添加元素，尾插法
        node = SingleNode(item)
        cur = self.__head
        if self.is_empty():
            self.__head = node
        else:
             while cur.next != None:
                    cur = cur.next
             cur.next = node



    def insert(self,pos,item):
        # 在指定位置添加,pos从0开始
        node = SingleNode(item)
        pre = self.__head
        count = 0
        if pos <=0:
            self.add(item)
        elif pos > self.length()-1:
            self.append(item)
        else:
             while count < pos-1:
                    pre = pre.next
                    count += 1
        #当循环退出后，pre指向pos-1
             node.next = pre.next
             pre.next = node


    def remove(self,item):
        #删除节点
        cur = self.__head
        pre = None
        while cur != None:
            if cur.item == item:
                #先判断是不是头结点，如果是头结点
                if cur == self.__head:
                    self.__head = cur.next
                else:
                    pre.next = cur.next
                break
            else:
                pre = cur
                cur = cur.next



    def search(self,item):
        cur = self.__head
        while cur != None:
            if cur.item == item:
                return True
            else:
                cur = cur.next
        return False


if __name__ == "__main__":
    ll = SingleLinkList()
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())

    ll.append(1)
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())

    ll.append(2)
    ll.add(8)
    ll.append(3)
    ll.append(4)
    ll.append(5)
    ll.append(6)
    #8 1 2 3 4 5 6
    ll.insert(-1,9) #9 8 1 2 3 4 5 6
    ll.travel()
    ll.insert(3,100)#9 8 1 100  2 3 4 5 6
    ll.travel()
    ll.insert(10,200) #9 8 1 100  2 3 4 5 6 200
    ll.travel()

    ll.remove(8)
    ll.travel()
    ll.remove(200)
    ll.travel()
    ll.remove(9)
    ll.travel()