链表-python

和数组一样，链表结构表示项的线性序列，然而使用链表结构无法根据指定索引立即访问该节点，必须从结构的一端开始沿着链表进行，直达索引处，数组必须存储在连续的内存中，而链表可以不。

内存管理：python为每一个新的节点对象提供了动态分配的非连续内存，节点中的字段是数据项的一个引用和到另一个节点的一个引用，当对象不再被程序所引用时，会自动把内存返还给系统。

具体详见：

https://blog.youkuaiyun.com/jiangjiang_jian/article/details/79140742

单链表节点类

class Node(object):

    def __init__(self, data,next = None):
        self.data = data
        self.next = next
    
    def traversal(self, head):
        probe = head
        while probe != None:
            print(probe.data)
            probe = probe.next

    def search(self, head, targetItem):
        nodeNumber = 0
        probe = head
        while probe != None and targetItem != probe.data:
            probe = probe.next
            nodeNumber += 1

        if probe != None:
            return nodeNumber
        else:
            raise ValueError

    def reset(self, head, index, newItem):
        probe = head
        while index > 0:
            probe = probe.next
            index -= 1
        probe.data = newItem

    def insert_front(self, head, newItem):
        #在开始处插入
        head = Node(newItem, head)

    def insert_back(self, head, newItem):
        #在尾部插入
        newNode = Node(newItem)
        if head is None:
            head = newNode
        else:
            probe = head
            while probe.next != None:
                probe = probe.next
            probe.next = newNode

    def delete_front(self, head):
        #删除头节点
        removedItem = head.data
        head = head.next
        return removedItem

    def delete_back(self, head):
        #删除末尾节点
        probe = head
        while probe.next.next != None:
            probe = probe.next
        removedItem = probe.next.data
        probe.next = None
        return removedItem

    def insert(self, head, index, newItem):
        #在任意位置插入节点
        if head is None or index <= 0:
            head = Node(newItem, head)
        else:
            probe = head
            while index > 1 and probe.next != None:
                probe = probe.next
                index -= 1
            probe.next = Node(newItem, probe.next)
            '''在索引处插入新的节点，首先需要找到该索引前一个节点
            左侧probe.next表示在索引前一个节点后的位置插入该节点，同时前一个节点指向该新插入的节点，
            右侧probe.next表示插入的新节点所指向的下一个节点，该节点为索引前一个节点原来指向的节点
            '''
    def delete(self, head, index):
        #删除任意位置的节点
        if index <= 0 or head.next is None:
            #删除头节点
            removedItem = head.data
            head = head.next
            return removedItem
        else:
            probe = head
            while index > 1 and probe.next.next != None:
                probe = probe.next
                index -= 1
            removedItem = probe.next.data
            probe.next = probe.next.next
            return removedItem

某一个节点在初始化时：node = None，此时该节点不会引用包含了一个next字段的节点对象，另外在遍历链表时，如果直接使用该链表头指针进行遍历，在这个过程最后，节点实际从链表结构中删除，对于程序来说，节点变为不可用，并且会在下一次垃圾回收的时候进行回收

链表的变体

1.含有哑头节点的循环链表：在单链表结构中，在第一个节点的插入和删除，只是在其他位置插入和删除的特殊情况（head指针需要重置），加入哑头节点，插入和删除只需要考虑一种情况

https://blog.youkuaiyun.com/huanghxyz/article/details/77487477

2.双链表结构：(data数据引用，指向前驱的previous指针，指向后继的next指针）

class Node(object):
    def __init__(self, data, next = None):
        self.data = data
        self.next = next
class TwoWayNode(Node):
    def __init__(self, data, previous = None, next = None):
        super().__init__(data, next)
        self.previous = previous