鏈表定義

鏈表是一種物理存儲結構上非連續、非順序的存儲結構，數據元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接次序實現的。

單向鏈表，又叫單鏈表、單向表，是由一個個節點組成的，每個節點是一種信息集合，包含元素本身以及下一個節點的地址。節點在內存中是非連續分布的，在程序運行期間，根據需要可以動態的創建節點，這就使得鏈表的長度沒有邏輯上的限制，有限制的是堆的大小。

在單向鏈表中，每個節點中存儲著下一個節點的地址。基于單向鏈表，在每個節點內增加一個前驅節點的地址，這就是所謂的雙向鏈表，又叫雙鏈表、雙向表。

如單向鏈表的尾節點指針指向頭節點，即為循環單向鏈表。
如單向鏈表的頭、尾節點指針互相指，即為循環雙向鏈表。

指針是C/C++等語言中的概念，也就是內存地址；python中沒有指針，也很少直接操作地址。
在?python 這一類沒有指針的語言里，很難真正體現出鏈表的精髓，只能模擬出一個靜態鏈表來意思意思。

單向表類的實現

模仿python中二叉樹的節點Node類，把左右子樹的left,right換成一個Next，就有點像了。因為剛學python不久功力有限，愣是用字符串和列表，偽實現了一個單向表的類：

class Node():def __init__(self,val=None,Next=None):self.val = valself.Next = Nextdef __repr__(self):return 'listNode('+str(self.val)+')'def __getitem__(self, slices):list = self.values()return list[slices]def is_empty(self):return self.val is Nonedef value(self):return self.valdef values(self):head = selft = 'head'r = []while eval(t) is not None:r.append(eval(t).val)t+='.Next'return rdef size(self):if self.is_empty():return 0r = self.values()return len(r)def append(self, node):if self.val is None:self.val = nodereturnhead = selft = 'head'while eval(t) is not None:t+='.Next'exec(f'{t}=Node({node})')def pop(self):head = selfif head.size() < 2:res = head.valhead.val = Nonereturn rest = 'head'while eval(t).Next is not None:t+='.Next'res = eval(t).valexec(f'{t}=None')return resdef pprint(self):r = self.values()r = [i.join(["'"]*2) if type(i) is str else str(i) for i in r]print('->'.join(r))

之所以說是“偽實現”，因為根本就是用字符串和列表模擬出來的效果。盡管這個類如此不入門，有點傻傻的，用上海咸話的講法，稱之為“搗漿糊”。但還是能完成不少功能的。呈上測試代碼，如下：

1. 逐個賦值

>>> LinkedList = Node() >>> LinkedList.is_empty() True >>> LinkedList.size() 0 >>> LinkedList = Node(1) >>> LinkedList.is_empty() False >>> LinkedList.size() 1 >>> LL = LinkedList >>> LL.Next = Node(2) >>> LL listNode(1) >>> LL.Next listNode(2) >>> LL.val 1 >>> LL.Next.val 2 >>> LL.value() 1 >>> LL.Next.value() 2 >>> LL.values() [1, 2] >>> >>> >>> LinkedList = Node() >>> LinkedList = Node(1,Node(2)) >>> linked = Node(1,Node(2)) >>> linked.Next.Next = Node('3',Node(4)) >>> linked.pprint() 1->2->'3'->4 >>> linked.values() [1, 2, '3', 4] >>>

注：此鏈表類允許數字、字符串混裝?

2.追加append()和彈出pop()

>>> single = Node(1,Node(2,Node(3,Node(4,Node(5))))) >>> single.pprint() 1->2->3->4->5 >>> single.append(6) >>> single.pprint() 1->2->3->4->5->6 >>> single.pop() 6 >>> single.pop() 5 >>> single.pprint() 1->2->3->4 >>>

?3. 嵌套賦值或用循環賦值

>>> single = Node(1,Node(2,Node(3,Node(4,Node(5))))) >>> single.size() 5 >>> single.values() [1, 2, 3, 4, 5] >>> >>> >>> link = Node() >>> for i in range(1,9):link.append(i)>>> link.pprint() 1->2->3->4->5->6->7->8 >>>

4. 索引和切片

>>> lList = Node() >>> t = [lList.append(i) for i in range(1,9)] >>> lList.pprint() 1->2->3->4->5->6->7->8 >>> lList[:] [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] >>> lList[::-1] [8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1] >>> lList[0] 1 >>> lList[1] 2 >>> lList[7] 8 >>> lList[-1] 8 >>> lList[-2] 7 >>> lList[-8] 1 >>> lList[:5] [1, 2, 3, 4, 5] >>> lList[5:] [6, 7, 8] >>> lList[::2] [1, 3, 5, 7] >>> lList[1::2] [2, 4, 6, 8] >>>

注：鏈表一般是不帶索引功能的，這里用類的內置方法__getitem__(self, slices)來強加一個索引和切片的功能，完全是繼承了列表的功能。

5. 刪除和插入

>>> single = Node(1,Node(2,Node(3,Node(4,Node(5))))) >>> single.pprint() 1->2->3->4->5 >>> single.Next.Next = single.Next.Next.Next >>> single.pprint() 1->2->4->5 >>> >>> tmp = single.Next.Next >>> single.Next.Next = Node(6) >>> single.Next.Next.Next = tmp >>> single.pprint() 1->2->6->4->5 >>>

注：刪除和插入方法沒有直接寫進這個類里，但也能用代碼實現類似操作。

單鏈表真實的刪除和插入操作過程，如下所示：

6. 單鏈表的反轉(倒序)

>>> linked = Node() >>> assign = [linked.append(i) for i in range(1,9)] >>> linked.pprint() 1->2->3->4->5->6->7->8 >>> tmp,linked = linked,Node() >>> while not tmp.is_empty():linked.append(tmp.pop())>>> linked.pprint() 8->7->6->5->4->3->2->1 >>>

注：用循環反復追加append原鏈表的pop()返回值完成倒序操作。
?

“搗漿糊”版的鏈表類就到此結束吧，準備下一篇再來重寫一個進階一點的鏈表類? ?^_^

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python 新手刚学链表，做了一个“捣浆糊”版的单链表类的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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