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Python数据结构与算法之链表定义与用法实例详解【单链表、循环链表】

2017-09-28 11:04 1111 查看

本文实例讲述了Python数据结构与算法之链表定义与用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

本文将为大家讲解：

（1）从链表节点的定义开始，以类的方式，面向对象的思想进行链表的设计

（2）链表类插入和删除等成员函数实现时需要考虑的边界条件，
prepend（头部插入）、pop（头部删除）、append（尾部插入）、pop_last（尾部删除）

2.1 插入：

空链表
链表长度为1
插入到末尾

2.2 删除

空链表
链表长度为1
删除末尾元素

（3）从单链表到单链表的一众变体：

带尾节点的单链表
循环单链表
双链表

1. 链表节点的定义

class LNode:
def __init__(self, elem, next_=None):
self.elem = elem
self.next = next_

2. 单链表的实现

重点理解插入、删除的实现及其需要考虑的边界条件：

class LinkedListUnderflow(ValueError):
pass
class LList:
def __init__(self):
self._head = None
def is_empty(self):
return self._head is None
def prepend(self, elem):
self._head = LNode(elem, self._head)
def pop(self):
if self._head is None:
raise LinkedListUnderflow('in pop')
e = self._head.elem
self._head = self._head.next
return e
def append(self, elem):
if self._head is None:
self._head = LNode(elem)
return
p = self._head
while p.next is not None:
p = p.next
p.next = LNode(elem)
def pop_last(self):
if self._head is None:
raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
p = self._head
if p.next is None:
e = p.elem
self._head = None
return e
while p.next.next is not None:
p = p.next
e = p.next.elem
p.next = None
return e

简单总结：

（0）能够访问 p.next.next 的前提是 p.next 不为空；
（1）尾部插入，如果链表不为空，需且仅需改变的是尾部节点的指针；
（2）尾部删除，如果链表长度不为空，需且仅需改变的是倒数第二个节点的指针。

单链表的简单变形：具有尾部节点的单链表

class LList1(LList):
def __init__(self):
LList.__init__(self)
self._rear = None
...

我们仅需重写的是：头部的插入、尾部的插入、尾部的删除

def prepend(self, elem):
if self._head is None:
self._head = LNode(elem)
self._rear = self._head
else:
self._head = LNode(elem, self._head)
def append(self, elem):
if self._head is None:
self._head = LNode(elem)
self._rear = self._head
else:
self._rear.next = LNode(elem)
self._rear = self._rear.next
def pop_last(self):
if self._head is None:
raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
p = self._head
if p.next is None:
e = p.elem
self._head = None
return e
while p.next.next is not None:
p = p.next
e = p.next.elem
self._rear = p
p.next = None
return e

单链表的变体：循环单链表

class LCList:
def __init__(self):
self._rear = None
def prepend(self, elem):
if self._rear is None:
self._rear = LNode(elem)
self._rear.next = self._rear
else:
self._rear.next = LNode(elem, self._rear.next)
def append(self, elem):
self.prepend(elem)
self_rear = self._rear.next
def pop(self):
if self._rear is None:
raise LinkedListUnderflow('in pop')
p = self._rear.next
if p is None:
self._rear = None
else:
self._rear.next = p.next
return p.elem
def printall(self):
if self._rear is None:
raise ...
p = self._rear.next
while True:
print(p.elem)
if p is self._rear:
break
p = p.next

更多关于Python相关内容可查看本站专题：《Python数据结构与算法教程》、《Python Socket编程技巧总结》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》、《Python入门与进阶经典教程》及《Python文件与目录操作技巧汇总》

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

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标签： Python 数据结构链表

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