【Python数据结构与算法】链表

最新推荐文章于 2025-03-01 18:23:28 发布

alvin93

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分类专栏： Python数据结构与算法 Python

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本文详细介绍了线性结构和链式结构的区别，重点讲解了单链表和循环双链表的数据结构及其实现方法，包括节点类和链表类的设计，以及常见的链表操作如查找、插入、删除等。

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2018-7-18 北京阴大毛夏令营过啦！

线性结构：内存连续，可以通过下标访问——如list
链式结构：内存不连续，通过链接指针的方式指向下一个，不可以通过下标访问；但是追加元素方便；查找时需要遍历

通过指针的方式将节点一个个串起来
root(根节点，是一个入口，可以进行遍历) — head — node — node — tail

每一个node包含：value和next(指向下一个元素) —— node类

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

还有单链表类：data和method

class LinkedList(object):
    """ 链接表 ADT
    [root] -> [node0] -> [node1] -> [node2]
    """

单链表的方法有：

__len__
append
appendleft
iter_node
__iter__
remove
find
popleft
clear

实现这些方法的时候，应当从指针考虑，即是用好next

链表操作	均时间复杂度
linked_list.append(value)	O(1)
linked_list.appendleft(value)	O(1)
linked_list.find(value)	O(n)
linked_list.remove(value)	O(n)

append和appendleft只需要在最右或者最左插入一个节点即可
而find和remove则需要遍历整个链表(remove也需先遍历)
而且单链表只能单向遍历(？)

双链表即是双端链表

相比单链表来说，每个节点既保存了指向下一个节点的指针，同时还保存了上一个节点的指针。

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

和单链表相比，只多了一个prev

循环双链表的方法有：

__len__
append
appendleft
iter_node
iter_node_reverse
remove

注意当appende、remove等操作时，对node的指针操作时，如指向tailnode、root，并不影响之前tailnode、root之间的链接，只有对tailnode、headnode和root等对象的指针进行重指向的操作时，才会使链接断裂。
理解这一点以后，就很容易对链表进行操作了。