3 链表
具体完整源码请戳这里（python3.7 包含了测试部分）
单项链表的基本操作
链表（Linked list）：一种线性表。
但是不像顺序表一样连续存储数据，
而是在每一个节点（数据存储单元）里存放：
下一个节点的位置信息（即地址）。
实现灵活的内存动态管理。
3.1 单向链表
节点结构：数据元素区+（下个节点的）链接区
1. 表元素域elem用来存放具体的数据。
2. 链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
3. 变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。
节点实现
准备：在python中实现交换两个变量
a = 10 # 找一个存储单元保存10
# 实现的是a指向10，这点和其他语言不同
b = 20 # 同上
a,b = b,a # 看右边：顺着b找到他指向的数据dataB，同理找到dataA
# 所以此等式为：a,b = dataB,dataA
# 改变指向的地址导向
即：a真正代表的是一个内存，可以指向任何地址的任何值，a本身没有类型
与C等语言不同！！
节点
class SingleNode(object):
""" 单链表的结点 """
def __init__(self,item):
# _item存放数据元素
self.item = item
# _next是下一个节点的标识
self.next = None # 初始为空，不指向任何
单链表操作
- is_empty() 链表是否为空
- length() 链表长度
- travel() 遍历整个链表
- add(item) 链表头部添加元素
- append(item) 链表尾部添加元素
- insert- (pos, item) 指定位置添加元素
- remove(item) 删除节点<重复的话，删除第一个>
- search(item) 查找节点是否存在
单链表实现
基本操作
class SingleLinkList(object):
"""单链表"""
def __init__(self):
self._head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self._head == None
def length(self):
"""链表长度"""
# cur初始时指向头节点
cur = self._head
count = 0
# 尾节点指向None
# 当未到达尾部时:
while cur != None:
count += 1
# 将cur后移一个节点
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历链表"""
cur = self._head
while cur != None:
print (cur.item)
cur = cur.next
尾部添加元素
def append(self,item):
'''链表尾部添加元素'''
node = SingleNode(item)
# 为空的话 直接添加就是了
if self.is_empty():
self._head = node
# 不空的话：一直往后指，和遍历很类似
else:
cur = self._head
while cur.next != None:
cur = cur.next
cur.next = node
头部添加元素
def add(self,item):
'''指定头部添加元素'''
node = SingleNode(item) # 新建node 产生一个新的节点
node.next = self._head
self._head = node
指定位置添加元素
def insert(self,pos,item):
'''指定位置添加元素'''
# 若指定位置pos为第一个元素之前，则执行头部插入
if pos <= 0:
self.add(item)
# 若指定位置超过链表尾部，则执行尾部插入
elif pos > (self.length() - 1):
self.append(item)
# 找到指定位置
else:
node = SingleNode(item)
count = 0
# pre用来指向指定位置pos的前一个位置pos-1
# 初始从头节点开始移动到pos位置
pre = self._head
while count < (pos - 1):
count += 1
pre = pre.next
# 先将新节点node的next指向插入位置的节点
node.next = pre.next
# 将插入位置的前一个节点的next指向新节点(这一步勿忘！)
pre.next = node
删除节点
def remove(self, item):
"""删除节点"""
cur = self._head
pre = None
while cur != None:
# 找到了指定元素
if cur.item == item:
# 如果第一个就是删除的节点
if not pre:
# 将头指针指向头节点的后一个节点
self._head = cur.next
else:
# 将删除位置前一个节点的next指向删除位置的后一个节点
pre.next = cur.next
break
else:
# 继续按链表后移节点
pre = cur
cur = cur.next
查找节点是否存在
def search(self,item):
"""链表查找节点是否存在，并返回True或者False"""
cur = self._head
while cur != None:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False
链表与顺序表
链表失去了顺序表随机读取的优点，且增加了结点的指针域，空间开销比较大；
但对存储空间的使用要相对灵活。
链表与顺序表的各种操作复杂度如下所示：
链表的主要耗时操作-遍历查找，删除和插入操作本身的复杂度是O(1)。
顺序表查找很快，主要耗时-拷贝覆盖。
因为除了目标元素在尾部的特殊情况，
顺序表进行插入和删除时需要对操作点之后的所有元素进行前后移位操作，
只能拷贝+覆盖。