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用python实现单向链表

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单向链表

单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。

  • 表元素域elem用来存放具体的数据。
  • 链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
  • 变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。

节点的实现 
class SingleNode(object):

    """单链表的节点"""

    def __init__(self, item):

        # item存放数据元素

        self.item = item

        # next是下一个节点的标识

        self.next = None

测试 

# 创建两个节点

s1 = SingleNode(10)

s2 = SingleNode(12)

# 将节点2绑定到节点1的next属性上

s1.next = s2

print('s1:', s1.item)  # s1: 10

print('s2:', s1.next.item)  # s2: 12

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

单链表的实现 
class SingleLinkList(object):

    """单链表"""

    def __init__(self):

        self.head = None

    def is_empty(self):

        """判断链表是否为空"""

        return self.head is None

    def length(self):

        """计算链表长度"""

        # cur初始时指向头节点

        cur = self.head

        count = 0

        # cur指向None，说明到达了尾节点

        while cur is not None:

            count += 1

            cur = cur.next

        return count

遍历链表 

def travel(self):

   """遍历链表"""

   cur = self.head

   while cur is not None:

       print(cur.item)

       cur = cur.next

头部添加元素 

 def add(self, item):

    """头部添加元素"""

    # 创建一个保存item值的节点

    node = SingleNode(item)

    # 将新节点的链接域指向头节点

    node.next = self.head

    # 将链表的头head指向新节点

    self.head = node

尾部追加元素 

def append(self, item):

    """尾部追加元素"""

    # 创建一个保存item值的节点

    node = SingleNode(item)

    # 先判断链表是否为空，若是空链表，则将head指向新节点

    if self.is_empty():

        self.head = node

    # 若不为空，则找到尾部，将尾节点的next指向新节点

    else:

        cur = self.head

        # 遍历链表，找到最后一个节点

        while cur.next is not None:

            cur = cur.next

        cur.next = node

在指定位置添加元素 

def insert(self, pos, item):

    """在指定位置添加元素"""

    # 如果指定位置pos在第一个元素之前，则执行头部插入

    if pos <= 0:

        self.add(item)

    # 如果指定元素超过链表尾部，则执行尾部插入

    elif pos > (self.length()-1):

        self.append(item)

    # 中间位置插入

    else:

        node = SingleNode(item)

        # pre_node用来指向指定位置pos的前一个节点pos-1，从头节点开始移动到指定位置

        pre_node = self.head

        num = 0

        while num < pos - 1:

            num += 1

            pre_node = pre_node.next

        # 把新节点的链接域指向插入的下一个节点

        node.next = pre_node.next

        # 把插入的前一个节点的链接域指向新节点

        pre_node.next = node

删除元素 

def remove(self, item):

    """删除节点"""

    cur = self.head

    pre = None

    while cur is not None:

        # 找到了指定元素

        if cur.item == item:

            # 如果第一个就是删除的节点

            if not pre:

                # 将头指针指向头节点的后一个节点

                self.head = cur.next

            else:

                # 将删除位置的前一个节点的next指向删除位置的后一个节点

                pre.next = cur.next

            return

        else:

            # 继续按链表后移节点

            pre = cur

            cur = cur.next

    else:

        raise ValueError('Can not find the item!')

查找节点是否存在 

def search(self, item):

    """链表查找节点是否存在，并返回true或者false"""

    cur = self.head

    while cur is not None:

        if cur.item == item:

            return True

        cur = cur.next

    return False

测试 

if __name__ == '__main__':

    lst1 = SingleLinkList()

    lst1.append(1)

    lst1.append('a')

    lst1.add(0)

    lst1.insert(2, 'h')

    print('length:', lst1.length())  # length: 4

    lst1.travel()  # 0 1 h a

    lst1.remove(1)

    lst1.remove('h')

    print('length:', lst1.length())  #

    lst1.travel()   # 0 a

    print(lst1.is_empty())  # False

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