双向链表-Python实现

双向链表

一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。每个节点有两个链接：一个指向前一个节点，当此节点为第一个节点时，指向空值；而另一个指向下一个节点，当此节点为最后一个节点时，指向空值。

操作

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

实现

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class Node(object):
    "双链表的节点"
    def __init__(self, item):
        self.elem = item
        self.next = None
        self.prev = None


class DoubleLinkList(object):
    """双链表"""
    # 注意一：默认node节点为空node=None
    # -----------------下面的代码同“单链表”,可以使用“类”的继承思想-------------------
    def __init__(self, node=None): 
        # 私有属性，内部使用，使用双下划线“__head”
        self.__head = node

    def is_empty(self):
        """判断链表是否为空？"""
        return self.__head is None

    def length(self):
        """链表长度"""
        # cur游标，用来移动遍历节点
        cur = self.__head
        count = 0
        while cur != None:
            count += 1
            # 注意二：cur是节点Node，cur = cur.next语句将cur.next的内存地址传给了cur
            cur = cur.next 
        return count

    def travel(self):
        """遍历整个链表"""
        cur = self.__head
        while cur != None:
            print cur.elem,
            cur = cur.next
        print ";"
    #--------------------------------------------------------------------------------

    def add(self, item):
        """在头部添加元素，头插法"""
        node = Node(item)
        if self.__head == None:
            self.__head = node
        else:
            node.next = self.__head
            self.__head = node
            node.next.prev = node

    def append(self, item):
        """在尾部添加元素，尾插法"""
        # 注意三：node = Node(item)、cur.next = node
        node = Node(item)
        if self.__head == None:
            self.__head = node
        else:
            cur = self.__head
            while cur.next != None:
                cur = cur.next
            cur.next = node
            node.prev = cur

    def insert(self, pos, item):
        """指定位置添加元素
        :param pos 从0开始
        """        
        if pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length()-1):
            self.append(item)
        else:
            node = Node(item)
            count = 0
            cur = self.__head
            while count < pos-1:
                count += 1
                cur = cur.next
            node.next = cur.next
            cur.next.prev = node
            cur.next = node
            node.prev = cur

    def remove(self, item):
        """删除节点"""        
        cur = self.__head
        while cur != None:
            if cur.elem == item:
                if cur == self.__head:
                    self.__head = cur.next
                    if cur.next:
                        # 判断链表是否只有一个节点
                        cur.next.prev = None
                    break
                else:
                    cur.prev.next = cur.next
                    if cur.next:
                        cur.next.prev = cur.prev
                    break
            else:
                cur = cur.next

    def search(self, item):
        """查找节点是否存在"""
        cur = self.__head
        while cur != None:
            if cur.elem == item:
                return True
            else:
                cur = cur.next
        return False

if __name__ == '__main__':
    # 测试
    li = DoubleLinkList()
    print li.is_empty()
    print li.length()

    li.add(12)
    li.travel()

    li.add(56)
    li.travel()

    li.add(78)
    li.travel()

    li.add(20)
    li.travel()

    li.append(53)
    li.travel()

    li.remove(53)
    li.travel()

    print li.search(78)

    li.insert(6, 25)
    li.travel()

结果

True
0
12 ;
56 12 ;
78 56 12 ;
20 78 56 12 ;
20 78 56 12 53 ;
20 78 56 12 ;
True
20 78 56 12 25 ;
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