Python数据结构与算法(四)—–双向链表和单向循环链表

756-周同学

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一. 双向链表

一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。每个节点有两个链接:一个指向前一个节点,当此节点为第一个节点时,指向空值;而另一个指向下一个节点,当此节点为最后一个节点时,指向空值。
Python数据结构与算法(四)-----双向链表和单向循环链表
Python数据结构与算法(四)-----双向链表和单向循环链表

1. 操作

is_empty() 链表是否为空
length() 链表长度
travel() 遍历链表
add(item) 链表头部添加
append(item) 链表尾部添加
insert(pos, item) 指定位置添加
remove(item) 删除节点
search(item) 查找节点是否存在

2. 添加元素

    def add(self, item):
        '''链表头部添加元素,头插法'''
        node = Node(item)
        node.next = self._head
        self._head = node
        node.next.prev = node

    def append(self, item):
        '''链表尾部添加元素,尾插法'''
        node = Node(item)
        if self.is_empty():
            self._head = node
        else:
            cur = self._head
            while cur.next != None:
                cur = cur.next
            cur.next = node
            node.prev = cur

    def insert(self, pos, item):
        '''指定位置添加元素
        :param pos 从0开始
        '''
        if pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length() - 1):
            self.append(item)
        else:
            cur = self._head
            pre = self._head
            count = 0
            while count < pos:
                count += 1
                cur = cur.next
            # 当循环退出后,pre指向pos-1位置
            node = Node(item)
            node.next = cur
            node.prev = cur.prev
            cur.prev.next = node
            cur.prev = node

3. 删除元素

 def remove(self, item):
        '''删除节点'''
        cur = self._head
        while cur != None:
            if cur.elem == item:
                # 先判断此节点是否是头节点
                # 头节点
                if cur == self._head:
                    self._head = cur.next
                    if cur.next:
                        #判断链表是否只有一个结点
                        cur.next.prev = None
                else:
                    cur.prev.next = cur.next
                    if cur.next:
                        cur.next.prev = cur.prev
                break
            else:
                cur = cur.next

二. 单向循环链表

单链表的一个变形是单向循环链表,链表中最后一个节点的next域不再为None,而是指向链表的头节点。
Python数据结构与算法(四)-----双向链表和单向循环链表
Python数据结构与算法(四)-----双向链表和单向循环链表

1. 操作

is_empty() 链表是否为空
length() 链表长度
travel() 遍历链表
add(item) 链表头部添加
append(item) 链表尾部添加
insert(pos, item) 指定位置添加
remove(item) 删除节点
search(item) 查找节点是否存在

2. 求长度和遍历

    def length(self):
        '''链表长度'''
        if self.is_empty():
            return 0
        # cur游标,用来移动遍历节点
        cur = self._head
        # count记录数量
        count = 1
        while cur.next != self._head:
            count += 1
            cur = cur.next
        return count

    def travel(self):
        '''遍历整个链表'''
        if self.is_empty():
            return
        cur = self._head
        while cur.next != self._head:
            print(cur.elem,end=' ')
            cur = cur.next
        ## 退出循环,cur指向尾结点,但尾结点的元素未打印
        print(cur.elem)

3. 添加元素

    def add(self,item):
        '''链表头部添加元素,头插法'''
        node = Node(item)
        if self.is_empty():
            self._head = node
            node.next = node
        else:
            cur = self._head
            while cur.next != self._head:
                cur = cur.next
            ## 退出循环,cur指向尾结点
            node.next = self._head
            self._head = node
            cur.next = node

    def append(self,item):
        '''链表尾部添加元素,尾插法'''
        node = Node(item)
        if self.is_empty():
            self._head = node
            node.next = node
        else:
            cur = self._head
            while cur.next != self._head:
                cur = cur.next
            cur.next = node
            node.next = self._head

    def insert(self,pos,item):
        '''指定位置添加元素
        :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 - 1):
                count += 1
                cur = cur.next
            # 当循环退出后,pre指向pos-1位置
            node = Node(item)
            node.next = cur.next
            cur.next = node

4. 删除元素

    def remove(self,item):
        '''删除节点'''
        if self.is_empty():
            return
        cur = self._head
        pre = None
        while cur != None:
            if cur.next != self._head:
                # 先判断此节点是否是头节点
                if cur == self._head:
                    # 头节点的情况
                    # 找尾节点
                    rear = self._head
                    while rear.next != self._head:
                        rear = rear.next
                    self._head = cur.next
                    rear.next = self._head
                else:
                    #中间结点
                    pre.next = cur.next
                return
            else:
                pre = cur
                cur = cur.next
        #退出循环,cur指向尾点
        if cur.elem == item:
            if cur == self._head:
                #链表只有一个节点
                self._head = None
            else:
                pre.next = cur.next

    def search(self,item):
        '''查找节点是否存在'''
        if self.is_empty():
            return False

        cur = self._head
        while cur != None:
            if cur.next != self._head:
                return True
            else:
                cur = cur.next
        if cur.elem == item:
            return True
        return False

未经允许不得转载:作者:756-周同学, 转载或复制请以 超链接形式 并注明出处 拜师资源博客
原文地址:《Python数据结构与算法(四)—–双向链表和单向循环链表》 发布于2020-06-17

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