python实现双向链表的操作

双向链表

双向链表又叫做双链表，每个节点有两个指针域和一个数据域。prev指针域指向前一个节点，next指针域指向下一个节点。注意，第一个节点的prev指针域指向空值，最后一个节点的next域也是指向空值。

双链表的主要操作跟单链表一样，具有如下操作

1. is_empty() 链表是否为空

2. length() 链表长度

3. travel() 遍历整个链表

4. add(item) 链表头部添加元素

5. append(item) 链表尾部添加元素

6. insert(pos, item) 指定位置添加元素

7. remove(item) 删除节点

8. search(item) 查找节点是否存在

python 实现：

#_*_coding:utf-8_*_

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

class DoubleLinkList(object):
    def __init__(self, node=None):
        '''_head 作为类内部使用，对外不可见'''
        self.__head = node

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

    def length(self):
        '''链表的长度'''
        #特别要考虑当链表是空的情况
        # cur游标，用来移动遍历节点
        cur = self.__head
        count = 0
        while cur != None:
            count += 1
            cur = cur.next

        return count

    def travel(self):
        '''遍历整个链表'''
        cur = self.__head

        if cur == None:
            print("empty linklist")
            return
        while cur != None:
            print(cur.item, end=' ')
            cur = cur.next
        print('')
    def add(self,item):
        '''在链表头部添加元素,头插法'''
        node = Node(item)
        #指针指向的顺序可以变化
        node.next = self.__head
        self.__head = node
        node.next.prev = node

    def append(self,item):
        '''在链表尾部添加元素'''
        node = Node(item)
        cur = self.__head
        #如果链表是空，则将头节点直接指向Node
        if self.is_empty():
            self.__head = node
        else:
            while cur.next != None:
                cur = cur.next

            cur.next = node
            node.prev = cur

    def insert(self,pos, item):
        '''在链表指定的位置添加元素'''
        """
        :param pos从0开始
        """
        if pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length() -1):
            self.append(item)
        else:

            cur = self.__head
            count = 0
            while count < pos:
                count += 1
                cur = cur.next
            node = Node(item)

            node.next = cur
            cur.prev.next = node
            cur.prev = node
            node.prev = cur.prev

    def remove(self, item):
        '''删除某个元素的节点'''
        cur = self.__head
        while cur != None :
            if cur.item == item:
                #先判断此节点是否为头节点
                if cur == self.__head:
                    self.__head = cur.next
                    if cur.next:
                        #要判断链表是否只有一个节点
                        cur.next.prev = None
                else:
                    cur.prev.next = cur.next
                    if cur.next:
                        #如果删除的不是最后一个节点
                        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.item == item:
                return True
            else:
                cur = cur.next
        return False

if __name__ == '__main__':
    ll = DoubleLinkList()
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())
    ll.append(1)
    ll.append(2)
    ll.travel()
    ll.add(3)
    ll.travel()
    ll.insert(2, 4)
    ll.travel()
    print(ll.search(3))
    ll.travel()
    ll.remove(2)
    ll.travel()

运行结果：

True
0
1 2 
3 1 2 
3 1 4 2 
True
3 1 4 2 
3 1 4 

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