python实现单向链表详解

站长资源 2024/11/26 佚名

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本文研究的主要是Python中实现单向链表的相关内容，具体如下。

什么是链表

链表顾名思义就是～链

链表是一种动态数据结构，他的特点是用一组任意的存储单元存放数据元素。链表中每一个元素成为“结点”，每一个结点都是由数据域和指针域组成的。跟数组不同链表不用预先定义大小，而且硬件支持的话可以无限扩展。

链表与数组的不同点：

数组需要预先定义大小，无法适应数据动态地增减，数据小于定义的长度会浪费内存，数据超过预定义的长度无法插入。而链表是动态增删数据，可以随意增加。

数组适用于获取元素的操作，直接get索引即可，链表对于获取元素比较麻烦需要从头一直寻找，但是适用与增删，直接修改节点的指向即可，但是对于数组就比较麻烦了，例如［1，2，3，4］需要在下标为1的位置插入－2，则需要将［2，3，4］后移，赋值ls[1]=-2

数组从栈中分配空间, 对于程序员方便快速,但自由度小。链表从堆中分配空间, 自由度大但申请管理比较麻烦.

链表基本方法实现（Python）

1. 初始化链表

"""节点类"""


class Node(object):
  def __init__(self, data):
    self.data = data
    self.nex = None

def __init__(self):
  """初始化链表"""
  self.head = None

2. 获取链表长度

def __len__(self):
  pre = self.head
  length = 0
  while pre:
    length += 1
    pre = pre.nex
  return length

3. 追加节点

追加节点还是比较简单的,如果head节点不存在，则当前节点为head节点，否则的话找到尾节点，将尾节点的next指向当前节点（可以添加head和tail两个节点，就不用递归寻找尾节点了）

"""追加节点"""

def append(self, data):
  """
  1.head 为none :head-->node
  2.tail.nex-->node
  :param data:
  :return:
  """
  node = Node(data)
  if self.head is None:
    self.head = node
  else:
    pre = self.head
    while pre.nex:
      pre = pre.nex
    pre.nex = node

4. 获取节点

获取节点也是比较容易的，无非就是判断index值的正负

def get(self, index):
  """
  :param index:
  :return:
  """
  index = index if index >= 0 else len(self) + index
  if len(self) < index or index < 0:
    return None
  pre = self.head
  while index:
    pre = pre.nex
    index -= 1
  return pre

5. 设置节点

找到当前节点赋值即可

"""设置节点"""

def set(self, index, data):
  node = self.get(index)
  if node:
    node.data = data
  return node

6. 插入节点

插入节点需要找到插入节点的前一个节点pre_node（索引index的正负，前一节点不同，需要判断一下），然后将pre_node.nex指向当前节点。同时将当前节点的nex指向pre_node.nex.nex

"""插入节点"""

def insert(self, index, data):
  """
  1.index 插入节点位置包括正负数
  2.找到index-1-->pre_node的节点
  3.pre_node.next-->node
   node.next-->pre_node.next.next
  4.head
  :param index:
  :param data:
  :return:
  """
  node = Node(data)
  if abs(index + 1) > len(self):
    return False
  index = index if index >= 0 else len(self) + index + 1
  if index == 0:
    node.nex = self.head
    self.head = node
  else:
    pre = self.get(index - 1)
    if pre:
      nex = pre.nex
      pre.nex = node
      node.nex = nex
    else:
      return False
  return node

7. 删除节点

删除节点，也要区分一下索引的正负。找到当前节点的前一个节点pre_node和后一个节点next_node，将pre_node.nex–>next_node即可

"""删除某个元素"""

def delete(self, index):
  f = index if index > 0 else abs(index + 1)
  if len(self) <= f:
    return False
  pre = self.head
  index = index if index >= 0 else len(self) + index
  prep = None
  while index:
    prep = pre
    pre = pre.nex
    index -= 1
  if not prep:
    self.head = pre.nex
  else:
    prep.nex = pre.nex
  return pre.data

8. 反转链表

反转链表的实现有多种方式，比较简单的就是生成一个新的链表－－》可以用数组存储所有节点让后倒序生成新的链表
在这里用下面这种方式生产：
反转链表就是将node.nex–>pre_node 递归实现即可，然后让tail赋值为head

"""反转链表"""

def __reversed__(self):
  """
  1.pre-->next 转变为 next-->pre
  2.pre 若是head 则把 pre.nex --> None
  3.tail-->self.head
  :return:
  """

  def reverse(pre_node, node):
    if pre_node is self.head:
      pre_node.nex = None
    if node:
      next_node = node.nex
      node.nex = pre_node
      return reverse(node, next_node)
    else:
      self.head = pre_node

  return reverse(self.head, self.head.nex)

9. 清空链表

将头赋为空就好

"""清空链表"""

def clear(self):
  self.head = None

总结

以上就是本文关于python实现单向链表详解的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！

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