Python Linked List

上周日教导一个科班非技术的朋友学习 Python 编程。他的 Python 水平大概就是看了几篇短的 Python 介绍博客、会流程控制和全局函数编写。

具体教导思路是从自己实现一个链表出发，研究学习 Python 数据结构、接口、算法的实现和运用、然后：

0. 学会画图表达对象之间的关联、数据结构的操作、并实现它。

1. 慢慢用 Python 的特性去优化链表、学习 Python 特性与最佳实践；
2. 刷 Leetcode 链表题目、锻炼思维；
3. 熟悉之后、在进行二叉排序树的 0、1、2。

昨天算是实现了一个带遍历、插入、删除的 LinkedList。但是写的很长、大概用到的“新”特性只有 Python 的类。

今天打算让他快速前进，尝试拔苗助长ing:

1. 理解成员函数的self、了解函数的默认参数；
2. 理解抛出异常的代码写法和运行现象；
3. 还有再学习一下类的特殊方法 __len__ 和 __str__；
4. 理解鸭子类型：
   • Python 有个逻辑：不管你是什么动物，会嘎嘎叫的就是鸭子；
   • 你想想看 ListLink.head 和 Node.next 是不是一个东西？
   • 可不可以起成同一个名字 把它当成嘎嘎叫方法 (next)，从而简化我们的代码；
   • 如果把 ListLink 当作鸭子类，那么Node也是一个鸭子类；
   • 关键：Node 和 ListLink 一样，也有 next 属性；两者的 next 属性的性质一样，要么是 None，要么是一个有 data 有 next 的对象；
   • 另一种理解：链表第一个结点之后的部分还是一个完整的链表。
5. 理解函数是一等公民 -- 下面代码还没实现、因为已经有 __iter__ 了没有必要了。

个人感觉4讲早了，但是看他写的又长又臭，忍不住不教。

代码：

class Stack:
    class Node:
        def __init__(self, data, next = None):
            self.data = data
            self.next = next
    def __init__(self):
        self.next = None
    def push(self, data = None, index = 0):
        if index < 0 or index > len(self):
            raise IndexError("Given index is invalid.")
        cur = self
        for i in range(index):
            cur = cur.next
        cur.next = Node(data, cur.next)
    def pop(self, index = 0):
        if index < 0 or index >= len(self):
            raise IndexError("Given index is invalid.")
        cur = self
        for i in range(index):
            cur = cur.next
        retval = cur.next.data
        cur.next = cur.next.next
        return retval
    def __iter__(self):
        cur = self
        while cur.next is not None:
            yield cur.next.data
            cur = cur.next
    def __len__(self):
        len = 0
        cur = self
        while cur.next is not None:
            len = len + 1
            cur = cur.next
        return len
    def __str__(self):
        cur = self
        if cur.next is None:
            return "[]"
        st = "["
        while cur.next.next is not None:
            st = st + str(cur.next.data) + ", "
            cur = cur.next
        st = st + str(cur.next.data) + "]"
        return st

测试：

s = Stack()
print(s)
s.push(1)
print(s)
s.push(0.5)
print(s)
s.push(1.5, 1)
print(s)
s.push(2, 3)
print(s)
print(s.pop())
print(s)
print(s.pop(2))
print(s)

输出：

[]
[1]
[0.5, 1]
[0.5, 1.5, 1]
[0.5, 1.5, 1, 2]
0.5
[1.5, 1, 2]
2
[1.5, 1]