链表由一系列不必在内存中相连的结构构成,这些对象按线性顺序排序。每个结构含有表元素和指向后继元素的指针。最后一个单元的指针指向NULL。为了方便链表的删除与插入操作,可以为链表添加一个表头。

删除操作可以通过修改一个指针来实现。

插入操作需要执行两次指针调整。

1. 单向链表的实现

1.1 Node实现

每个Node分为两部分。一部分含有链表的元素,可以称为数据域;另一部分为一指针,指向下一个Node。

class Node():
__slots__=['_item','_next'] #限定Node实例的属性
def __init__(self,item):
self._item=item
self._next=None #Node的指针部分默认指向None
def getItem(self):
return self._item
def getNext(self):
return self._next
def setItem(self,newitem):
self._item=newitem
def setNext(self,newnext):
self._next=newnext

1.2 SinglelinkedList的实现

class SingleLinkedList():
def __init__(self):
self._head=None #初始化链表为空表
self._size=0

1.3 检测链表是否为空

def isEmpty(self):
return self._head==None

1.4 add在链表前端添加元素

def add(self,item):
temp=Node(item)
temp.setNext(self._head)
self._head=temp

1.5 append在链表尾部添加元素

def append(self,item):
temp=Node(item)
if self.isEmpty():
self._head=temp #若为空表,将添加的元素设为第一个元素
else:
current=self._head
while current.getNext()!=None:
current=current.getNext() #遍历链表
current.setNext(temp) #此时current为链表最后的元素

1.6 search检索元素是否在链表中

def search(self,item):
current=self._head
founditem=False
while current!=None and not founditem:
if current.getItem()==item:
founditem=True
else:
current=current.getNext()
return founditem

1.7 index索引元素在链表中的位置

def index(self,item):
current=self._head
count=0
found=None
while current!=None and not found:
count+=1
if current.getItem()==item:
found=True
else:
current=current.getNext()
if found:
return count
else:
raise ValueError('%s is not in linkedlist'%item)

1.8 remove删除链表中的某项元素

def remove(self,item):
current=self._head
pre=None
while current!=None:
if current.getItem()==item:
if not pre:
self._head=current.getNext()
else:
pre.setNext(current.getNext())
break
else:
pre=current
current=current.getNext()

1.9 insert链表中插入元素

def insert(self,pos,item):
if pos<=1:
self.add(item)
elif pos>self.size():
self.append(item)
else:
temp=Node(item)
count=1
pre=None
current=self._head
while count<pos:
count+=1
pre=current
current=current.getNext()
pre.setNext(temp)
temp.setNext(current)

全部代码

class Node:
__slots__ = ['_item', '_next'] def __init__(self, item):
self._item = item
self._next = None def getItem(self):
return self._item def getNext(self):
return self._next def setItem(self, newitem):
self._item = newitem def setNext(self, newnext):
self._next = newnext class SingleLinkedList:
def __init__(self):
self._head = None # 初始化为空链表 def isEmpty(self):
return self._head == None def size(self):
current = self._head
count = 0
while current != None:
count += 1
current = current.getNext()
return count def travel(self):
current = self._head
while current != None:
print(current.getItem(),end=' ')
current = current.getNext()
print() def add(self, item):
temp = Node(item)
temp.setNext(self._head)
self._head = temp def append(self, item):
temp = Node(item)
if self.isEmpty():
self._head = temp # 若为空表,将添加的元素设为第一个元素
else:
current = self._head
while current.getNext() != None:
current = current.getNext() # 遍历链表
current.setNext(temp) # 此时current为链表最后的元素 def search(self, item):
current = self._head
founditem = False
while current != None and not founditem:
if current.getItem() == item:
founditem = True
else:
current = current.getNext()
return founditem def index(self, item):
current = self._head
count = 0
found = None
while current != None and not found:
count += 1
if current.getItem() == item:
found = True
else:
current = current.getNext()
if found:
return count
else:
raise ValueError('%s is not in linkedlist' % item) def remove(self, item):
current = self._head
pre = None
while current != None:
if current.getItem() == item:
if not pre:
self._head = current.getNext()
else:
pre.setNext(current.getNext())
break
else:
pre = current
current = current.getNext() def insert(self, pos, item):
if pos <= 1:
self.add(item)
elif pos > self.size():
self.append(item)
else:
temp = Node(item)
count = 1
pre = None
current = self._head
while count < pos:
count += 1
pre = current
current = current.getNext()
pre.setNext(temp)
temp.setNext(current) if __name__ == '__main__':
a = SingleLinkedList()
for i in range(1, 10):
a.append(i)
print(a.size())
a.travel()
print(a.search(6))
print(a.index(5))
a.remove(4)
a.travel()
a.insert(4, 100)
a.travel()

输出:

9
1 2 3 4 5 6 7 8 9
True
5
1 2 3 5 6 7 8 9
1 2 3 100 5 6 7 8 9

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