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)。
链表可以分为单向链表、单向循环链表、双向链表
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。
创建节点
class Node:
"""创建节点"""
def __init__(self, item):
self.item = item # item存放数据元素
self.next = None # next 下一个节点的标识
单链表的操作
is_empty() 判断链表是否为空
length() 获取链表长度
travel() 遍历整个链表
add(item) 从链表头部添加元素
append(item) 从链表尾部添加元素
insert(pos, item) 从指定位置添加元素
remove(item) 删除节点
search(item) 查找节点是否存在
class SingleLinkList:
"""单向链表"""
def __init__(self):
self._head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self._head == None
def length(self):
"""返回链表的长度"""
# 如果链表为空,返回长度0
if self.is_empty():
return 0
count = 1
# 创建一个游标,指向头节点,从头遍历到尾部
cur = self._head
while cur.next != None:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历链表"""
if self.is_empty():
return
cur = self._head
print(cur.item)
while cur.next != None:
cur = cur.next
print(cur.item)
def add(self, item):
"""头部添加节点"""
# 先创建一个节点,保存item值
node = Node(item)
# 将新节点的链接域next指向头节点,即_head指向的位置
node.next = self._head
# 将链表的头_head指向新节点
self._head = node
def append(self, item):
"""尾部添加元素"""
node = Node(item)
# 先判断链表是否为空,若是空链表,则将_head指向新节点
if self.is_empty():
self._head = node
# 若不为空,则找到尾部,将尾节点的next指向新节点
else:
cur = self._head
while cur.next != None:
cur = cur.next
# 将尾节点的next指向新节点
cur.next = node
def insert(self, pos, item):
"""
在指定位置添加节点
:type pos: int
:type item: elememt
"""
# 若指定位置pos为第一个元素之前,则执行头部插入
if pos <= 0:
self.add(item)
# 若指定位置超过链表尾部,则执行尾部插入
elif pos > (self.length()-1):
self.append(item)
# 链表中的其他位置
else:
node = Node(item)
cur = self._head
count = 0
# 移动到指定位置的前一个位置
while count < (pos-1):
count += 1
cur = cur.next
# 插入节点的链接域,指向指定位置的下一个表元素域
node.next = cur.next
# 指定位置前一个的链接域,断开原有的链接,指向插入节点的表元素域
cur.next = node
def remove(self,item):
"""删除节点"""
cur = self._head
pre = None
while cur != None:
# 找到指定元素
if cur.item == item:
# 如果第一个就是删除的节点
if not pre:
# 将头指针指向头节点的后一个节点
self._head = cur.next
else:
# 将删除位置前一个节点的next指向删除位置的后一个节点
pre.next = cur.next
break
else:
# 继续按链表后移节点
pre = cur
cur = cur.next
def search(self,item):
"""
链表查找节点是否存在,返回True或者False
"""
cur = self._head
while cur != None:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False
测试
if __name__ == "__main__":
res = SingleLinkList()
res.add(1)
res.add(2)
res.append(3)
res.insert(2, 4)
print("length:",res.length())
res.travel()
print('----------分割线------------')
print(res.search(3))
print(res.search(5))
res.remove(1)
print("length:",res.length())
res.travel()