数据结构之线性表(python版)

  1. 单链表

    1.1  定义表节点

     # 定义表节点
    class LNode():
    def __init__(self,elem,next = None): self.elem = elem
    self.next = next_

    1.2  单向链表

     # LList 类的定义 单链表 (单向)
    
     class LList():
    def __init__(self): # 这里并没有继承 LNode类 在加入数据时候引用了 LNode类 self.head = None def is_empty(self):
    return self._head is None def prepend(self,elem): # 在表头插入数据 # 时间复杂度是O(1) self._head = LNode(elem,self._head) # 这里体现了基于节点类LNode 定义 def pop(sefl):
    ''' 返回表头的数据,并删除该数据
    时间复杂度是 O(1) '''
    if self._head is None: # 无节点
    raise LinkedListUnderflow("in pop .")
    e = self._head.elem
    self._head = self._head.next
    return e def append(self,elem):
    # 尾端操作数据 首先要找到尾端节点
    # 时间复杂度O(n) ,n 是节点的个数
    if self._head is None :
    self._head = LNode(elem)
    return
    p = self._head
    while p.next :
    p = p.next
    p.next = LNode(elem) def pop_last(self):
    # 弹出尾端数据,并删除
    # 时间复杂度是 O(n),n 是节点个数
    if self._head is None :
    raise LinkedUnderflow(" in pop_last . ")
    p = self._head
    if p.next is None : # 表中只有一个数据
    e = p.elem
    self._head = None
    return e
    while p.next.next : # 这里的逻辑容易搞混,注意判断条件
    p = p.next
    e = p.next.elem
    p.next = None
    return e def find(self,pred):
    # 查找满足条件的元素
    # pred 是可以作用于表元素的函数
    p = self._head
    while p:
    if pred(p.elem):
    return p.elem
    p = p.next def printall(self): # 打印表中所有元素
    p = self._head
    while p :
    print(p.elem,end=" ")
    if p.next :
    print(', ',end="")
    p = p.next
    print('') def for_each(self,proc):
    # for_each 是类似于 map zip 函数
    # proc 是可以作用于表元素的函数 p = self._head
    while p :
    proc(p.elem)
    p = p.next def elements(self):
    '''
    定义生成器 函数
    '''
    p = self._head
    while p :
    yield p.elem
    p = p.next def filter(self,pred):
    '''
    定义筛选生成器 函数
    '''
    p = self._head
    while p :
    if pred(p.elem) :
    yield p.elem
    p = p.next def rev(self):
    p = None
    while self._head :
    q = self._head
    self._head = q.next
    q.next = p
    p = q
    self._head = p
    
    

    1.3  单向链表变形
            1.31  增加尾节点引用域_rear LList1 单链表变形类

     # 增加尾节点引用域_rear LList1 单链表变形类
    
     class LList1(LList):
    
         # 比单纯的单链表类 增加了尾节点引用域_rear  
    
         def __init__(self):
    LList.__init__(self)
    self._rear = None def prepend(self,elem): # 前端插入
    self._head = LNode(elem)
    if self._head :
    self._rear = self._head
    else :
    self._head = LNode(elem,self._head) def append(self,elem): # 尾端插入
    if self._head is None :
    self._head = LNode(elem)
    self._rear = self._head
    else :
    self._rear.next = LNode(elem)
    self._rear = self._rear.next def pop_last(self): # 尾端弹出
    if self._head is None :
    raise LinkedUnderflow(" in pop_last() . ")
    p = self._head
    if p.next is None : # 如果只有一个元素
    e = self._head
    self._head = None
    return e
    while p.next.next :
    p = p.next
    e = p.next.elem
    p.next = None
    self._rear = p
    return e

    1.32  循环单链表类的定义 LCList

     # 循环单链表类的定义 LCList
    
     class LCList():
    '''
    循环单链表中的 _rear 在逻辑上始终引用着表的结尾
    '''
    def __init__(self):
    self._rear = None def is_empty(self):
    return self._rear is None def prepend(self,elem): # 前端插入
    p = LNode(elem)
    if self._rear is None : # 建立一个节点的环
    p.next = p
    self._rear = p
    else :
    p.next = self._rear.next
    self._rear.next = p def append(self,elem): # 后端插入
    prepend(elem)
    slef._rear = self._rear.next def pop(self): # 前端弹出
    if self._rear is None :
    raise LinkedUnderflow(" in pop of CLList . ")
    p = self._rear.next
    if self._rear is p :
    self._rear = None
    else :
    self._rear.next = p.next
    return p.elem def printall(self): # 输出表元素
    if self.is_empty():
    return
    p = self._rear
    while True :
    print(p.elem)
    if p is self._rear :
    break
    p = p.next
  2. 双链表

    双链表与单链表的区别在于,双链表比单链表多了个反向引用域 prev

    2.1  双链表类节点的定义 DLNode

     #  双链表节点类 DLNode
    
     class DLLNode(LNode):
    ''' 双链表节点类 '''
    def __init__(self,elem,prev=None,next_=None):
    LNode.__init__(self,elem,next_)
    self.prev = prev # 反向引用域

    2.2  双链表的定义 
            基于单链表类 LList1 派生出  DLList  ,个别方法不需要重新定义

     #  双链表节点类 DLNode
    
     class DLLNode(LNode):
    '''
    双链表节点类
    '''
    def __init__(self,elem,prev=None,next_=None) :
    LNode.__init__(self,elem,next_)
    self.prev = prev # 定义双链表 DDList class DLList(LList1): # 有两个引用域,一个是next 另一个是反向 prev def __init__(self):
    LList.__init__(self) def perpend(sefl,elem) : # 前端加入
    p = DLNode(elem,None,self._head) # 这里已经做了 p.next_=self._head
    if self._head is None :
    self._rear = p
    else :
    p.next.prev = p
    # p.next = self._head 这一步在加入elem元素时就做了
    self._head = p def append(self,elem): # 后端加入
    p = DLNode(elem,self._rear,None) # 这里已经做了 p.prev = self._rear
    if self._head is None : # 空表
    self._head = p
    else : # 非空表 设置 next 引用
    p.prev.next = p
    self._rear = p def pop(self): # 前端弹出
    if self._head is None :
    raise LinkedUnderflow(" in pop of DLList . ")
    e = self._head.elem
    self._head = self._head.next
    if self._head :
    self._head.prev = None
    return e def pop_last(self) : # 尾端弹出
    if self._head is None :
    raise LinkedUnderflow(" in pop_last of DLList . ")
    e = self._rear.elem
    self._rear = self._rear.prev
    if self._rear is None :
    self._head = None # 设置_head=None 保证is_empty正常工作
    else :
    self._rear.next = None
    return e
    
    

    2.3   循环双链表

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