1 Python鏈表

1.1基本概念

概念：鏈表是通過一個個節點組成的，每個節點都包含了稱為cargo的基本單元，它也是一種**遞歸**的數據結構。

圖示：能保持數據之間的邏輯順序，但不必按照順序存儲。

和C不一樣的是python沒有專門的指針概念，在python中每個變量都是指針

鏈表的刪除可以通過修改指針來實現

Python實現鏈表的方法：

class Node:'''data:節點保存的數據_next:保存下一個節點對象'''def __init__(self,data,pnext=None):self.data=dataself._next=pnext

1.2 鏈表的基本要素

１．節點，每一個節點有兩個域：

左：值域，右：針域

２．head節點：特殊節點，永遠指向第一個節點

３．tail節點：特殊節點，永遠指向最后一個節點

４．None:鏈表最后節點的針域的指針指向None值,因此也叫接地點.

class Node:def __init__(self,data = None, next = None):self.data = dataself.next = next

創建獨立節點:

node1 = Node(1) node2 = Node(2) node3 = Node(3)

表示節點間關系:

node1.next = node2 node2.next = node3

1.3鏈表的常用方法

LinkedList() 創建空鏈表，不需要參數，返回值是空鏈表 is_empty() 測試鏈表是否為空，不需要參數，返回值是布爾值 append(data) 在尾部增加一個元素作為列表最后一個，參數是要追加的元素，無返回值 iter() 遍歷鏈表，無參數，無返回值，此方法一般是一個生成器 insert(idx,value) 插入一個元素，參數為插入元素的索引和值 remove(idx)移除1個元素，參數為要移除的元素或索引，并修改鏈表 size() 返回鏈表的元素數，不需要參數，返回值是個整數 search(item) 查找鏈表某元素，參數為要查找的元素或索引，返回是布爾值

鏈表是一種常見的基礎數據結構，是一種線性表，但是并不會按線性的順序存儲數據，而是在每一個節點里存到下一個節點的指針(Pointer)。

1.4鏈表種類

單向鏈表、單向循環鏈表、雙向鏈表、雙向循環鏈表。

兩種最簡單的鏈表為單向鏈表和雙向鏈表。

單向鏈表通過一個外部的頭鏈接來訪問第1項，單向鏈表的節點被分成兩個部分，第一部分保存或顯示關于節點的信息，第二部分儲存下一節點地址。

單向鏈表只能向一個方向遍歷。單向鏈表中每個節點只有一個指針。

單向鏈表結構圖:

雙向鏈表結構圖：

• 鏈表無法進行隨機訪問，只能進行順序訪問。
• 鏈表分配內存的方式和數組不同，在鏈表中插入或刪除點時，可以直接進行插入或刪除，不需要在內存中移動數據項；
• 每一次插入和刪除的過程，鏈表會調整大小，不需要額外的內存代價，也不需要復制數據項。

1.5遍歷鏈表

鏈表的基本操作：遍歷next節點

• 在列表中查找一個元素
• 在列表中插入一個元素
• 從列表中刪除一列元素

probe = head while probe != None:probe = probe.next

• 注意:

  ? 不可以用head來遍歷列表，否則會丟失列表的一些節點，可以使用和head相同類型的臨時的指針變量，這個變量先初始化為鏈表結構的head指針，然后控制一個循環。

單向鏈表遍歷為例，流程框圖如下：

遍歷結束后，temp指針為None，而head指針還是指向第一個節點，遍歷在時間上是線性的，并且不需要額外的內存。

遍歷單鏈表結構會訪問每一個節點，并且當遇到一個空鏈接的時候終止，而None就是充當負責停止這個過程的哨兵。

1.6鏈表運用

class LinkedList:def __init__(self):self.head = Noneself.tail = Nonedef is_empty(self):return self.head is Nonedef append(self,data):node = Node(data)if self.head is None:self.head = nodeself.tail = nodeelse:self.tail.next = nodeself.tail = nodedef iter(self):if not self.head:returncur = self.headyield cur.datawhile cur.next:cur =cur.nextyield cur.datadef insert(self, idx, value):cur = self.headcur_idx = 0if cur is None:raise Exception("The list is an empty")while cur_idx < idx - 1:cur = cur.nextif cur is None:raise Exception('......')cur_idx = cur_idx + 1node = Node(value)node.next = cur.nextcur.next = nodeif node.next is None:self.tail = nodedef remove(self, idx):cur = self.headcur_idx = 0if self.head is None: # 空鏈表時raise Exception('The list is an empty list')while cur_idx < idx-1:cur = cur.nextif cur is None:raise Exception('list length less than index')cur_idx += 1if idx == 0: # 當刪除第一個節點時self.head = cur.nextcur = cur.nextreturnif self.head is self.tail: # 當只有一個節點的鏈表時self.head = Noneself.tail = Nonereturncur.next = cur.next.nextif cur.next is None: # 當刪除的節點是鏈表最后一個節點時self.tail = curdef size(self):current = self.headcount = 0if current is None:return 'The list is an empty list'while current is not None:count += 1current = current.nextreturn countdef search(self, item):current = self.headfound = Falsewhile current is not None and not found:if current.data == item:found = Trueelse:current = current.nextreturn found

驗證操作:

if __name__ == '__main__':link_list = LinkedList()for i in range(150):link_list.append(i)print(link_list.is_empty())link_list.insert(10, 30)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据结构与算法:1.链表结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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