18.鏈表的提出

根據線性表的實際存儲方式，分為兩種實現模型：

順序表，將元素順序地存放在一塊連續的存儲區里，元素間的順序關系由它們的存儲順序自然表示。

鏈表，將元素存放在通過鏈接構造起來的一系列存儲塊中。

為什么需要鏈表

順序表的構建需要預先知道數據大小來申請連續的存儲空間，而在進行擴充時又需要進行數據的搬遷，所以使用起來并不是很靈活。鏈表結構可以充分利用計算機內存空間，實現靈活的內存動態管理。

鏈表的定義

鏈表（Linked list）是一種常見的基礎數據結構，是一種線性表，但是不像順序表一樣連續存儲數據，而是在每一個節點（數據存儲單元）里存放下一個節點的位置信息（即地址）。

19.單鏈表的ADT模型

單向鏈表

單向鏈表也叫單鏈表，是鏈表中最簡單的一種形式，它的每個節點包含兩個域，一個信息域（元素域）和一個鏈接域。這個鏈接指向鏈表中的下一個節點，而最后一個節點的鏈接域則指向一個空值。

表元素域elem用來存放具體的數據。

鏈接域next用來存放下一個節點的位置（python中的標識）

變量p指向鏈表的頭節點（首節點）的位置，從p出發能找到表中的任意節點。

單鏈表的操作

is_empty() 鏈表是否為空

length() 鏈表長度

travel() 遍歷整個鏈表

add(item) 鏈表頭部添加元素

append(item) 鏈表尾部添加元素

insert(pos,item) 指定位置添加元素

remove(item) 刪除節點

search(item) 查找節點是否存在

20.Python中變量標識的本質

a=10 b=20 a,b=b,a

?a指向10的地址，b指向20的地址

a,b=b,a先從右邊開始

a,b=20,10

?

21.單鏈表及結點的定義代碼

節點實現

class SingleNode(object):"""單鏈表的結點"""def __init__(self,item):# _item存放數據元素self.item = item# _next是下一個節點的標識self.next = None

單鏈表的實現

class SingleLinkList(object):"""單鏈表"""def __init__(self):self._head = None #私有屬性

22.單鏈表的判空、長度、遍歷與尾部添加結點的代碼實現

單鏈表的實現

class SingleLinkList(object):"""單鏈表"""def __init__(self):self._head = Nonedef is_empty(self):"""判斷鏈表是否為空"""return self._head == Nonedef length(self):"""鏈表長度"""# cur初始時指向頭節點cur = self._headcount = 0# 尾節點指向None，當未到達尾部時while cur != None:count += 1# 將cur后移一個節點cur = cur.nextreturn countdef travel(self):"""遍歷鏈表"""cur = self._headwhile cur != None:print cur.item,cur = cur.nextprint ""

def append(self, item):"""尾部添加節點"""node = Node(item)if self.is_empty():self._head = nodeelse:# 移到鏈表尾部cur = self._headwhile cur.next != None:cur = cur.next# 將尾節點指向nodecur.next = node# 將node指向頭節點_headnode.next = self._head

23.單鏈表尾部添加和在指定位置添加

def add(self, item):"""頭部添加節點"""node = Node(item)node.next = self._headself._head = node def insert(self, pos, item):"""在指定位置添加節點"""if pos <= 0:self.add(item)elif pos > (self.length()-1):self.append(item)else:node = Node(item)cur = self._headcount = 0# 移動到指定位置的前一個位置while count < (pos-1):count += 1cur = cur.nextnode.next = cur.nextcur.next = node

24.單鏈表查找和刪除元素

def search(self, item):"""查找節點是否存在"""if self.is_empty():return Falsecur = self._headif cur.item == item:return True while cur != None:cur = cur.nextif cur.item == item:return Truereturn False def remove(self,item):cur = self.__headpre=Nonewhile cur != None:if cur.elem == item:if cur == self.__head:self.__head = cur.nextelse:pre.next = cur.nextbreakelse:pre = curcur = cur.next

25.單鏈表與順序表的對比

鏈表失去了順序表隨機讀取的優點，同時鏈表由于增加了結點的指針域，空間開銷比較大，但對存儲空間的使用要相對靈活。

操作鏈表順序表

訪問元素	O(n)	O(1)
在頭部插入/刪除	O(1)	O(n)
在尾部插入/刪除	O(n)	O(1)
在中間插入/刪除	O(n)	O(n)

注意雖然表面看起來復雜度都是 O(n)，但是鏈表和順序表在插入和刪除時進行的是完全不同的操作。鏈表的主要耗時操作是遍歷查找，刪除和插入操作本身的復雜度是O(1)。順序表查找很快，主要耗時的操作是拷貝覆蓋。因為除了目標元素在尾部的特殊情況，順序表進行插入和刪除時需要對操作點之后的所有元素進行前后移位操作，只能通過拷貝和覆蓋的方法進行。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python数据结构与算法（第三天）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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