一个简单的单向链表

最新推荐文章于 2022-07-23 17:23:57 发布

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本文详细介绍单链表的基本概念及其实现方法，并通过Python代码实现了单链表的各种操作，如添加、删除、查找等。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

首先简单介绍单链表：

单链表结构

节点包含：信息域（元素域）、链接域

元素域：存放具体数据

链接域：存放下一个节点的位置（标识）

从头节点位置可以找到表中任意节点

上代码：

'''创建节点类和链表类'''


# 定义单链表节点
class Node(object):
    def __init__(self, item):
        # item存放数据的元素
        self.item = item
        # next下一个节点标识（链接）,初始化None
        self.next = None


class SingleLinkList(object):
    '''单链表类'''

    def __init__(self):
        # 初始化头结点,头结点为私有属性
        self.__head = None

    def is_empty(self):
        # 判断头结点是否为空
        return self.__head is None

    def length(self):
        '''链表长度'''
        # 定义count记录节点个数
        count = 0
        # cur初始状态指向头节点
        cur = self.__head
        # 尾节点之后为None，判断：
        while cur is not None:
            count += 1
            cur = cur.next

        return count

    def travel(self):
        '''遍历链表'''
        # 定义游标变量，从头往后移动根据尾节点指向None判断：
        cur = self.__head
        # 判断当前节点为None
        while cur is not None:
            # 输出当前节点
            print(cur.item, end=' ')
            # 使游标指向下一个节点
            cur = cur.next
        print()

    def add(self, item):
        '''向链表头部添加元素'''
        # 创建新节点
        node = Node(item)
        # 1.先让新节点指向老的头结点，不能让head直接指向新节点，不然原由数据会丢失
        node.next = self.__head
        # 2.再让head指向新节点
        self.__head = node

    def append(self, item):
        '''向链表尾部添加元素'''
        # 考虑链表为空的情况
        if self.is_empty():
            self.add(item)
            return
        # 1.遍历找到尾节点
        cur = self.__head
        # 判断尾节点指向为None
        while cur.next is not None:
            # 尾节点指向None，不进入循环
            cur = cur.next

        # 创建新节点
        node = Node(item)
        # 尾节点指向新节点
        cur.next = node

    def insert(self, pos, item):
        '''向指定位置添加元素'''
        # 健壮性，处理额外情况
        if pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length()-1):
            '''超出下标的情况'''
            self.append(item)
        else:
            '''正常情况'''
            # 单链接要在指定位置的前边一个位置才能往后操作
            # 获取指定位置前一个节点
            # 定义index记录当前游标的下标
            cur = self.__head
            index = 0
            while index < (pos - 1):
                # 游标指向下一个节点
                cur = cur.next
                index += 1
            # while结束后，cur指向pos的前一个节点
            # 创建新节点
            node = Node(item)
            # 新节点的链接域指向下一个节点(当前节点的链接域)
            node.next = cur.next
            # 当前cur的链接域指向新节点信息域
            cur.next = node

    def remove(self,item):
        '''删除节点'''
        cur = self.__head
        # 定义pre为cur前一个节点
        pre = None
        while cur is not None:
            # 判断要删除的节点
            if cur.item == item:
                if pre is None:
                    # 说名删除的cur是头结点
                    self.__head = cur.next
                else:
                    pre.next = cur.next
                return
            # pre指向当前节点
            pre = cur
            # 当前节点移动到下一节点；这样pre就永远指向cur的前一个节点
            cur = cur.next

    def search(self,item):
        '''查找节点是否存在'''
        cur = self.__head
        # 遍历节点
        while cur is not None:
            if cur.item == item:
                return True
            # 使游标指向下一个节点
            cur = cur.next
        # while执行玩还没找到就是false
        return False


if __name__ == '__main__':
    # 创建单链表对象
    sll = SingleLinkList()
    # 调用各个方法
    print(sll.is_empty())
    sll.add(1)
    sll.add(2)
    sll.add(3)

    sll.append(7)
    sll.append(8)
    sll.travel()
    sll.insert(2,4)
    sll.insert(3,5)
    sll.insert(-1,6)
    sll.insert(100,6)
    sll.remove(6)
    sll.remove(5)
    sll.remove(3)
    sll.travel()