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】_Python

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】

2020-12-10 00:26Inside_Zhang Python

这篇文章主要介绍了Python数据结构与算法之链表定义与用法,结合具体实例形式较为详细的分析了单链表、循环链表等的定义、使用方法与相关注意事项,需要的朋友可以参考下

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