這篇來學習一個更復雜的數據結構，雙向鏈表，我們在前面單向鏈表知識基礎上，來分析和看看在雙向鏈表中相關方法的實現
1.雙向鏈表定義
一種更復雜的鏈表是“雙向鏈表”，每個節點有兩個鏈接：一個指向前一個節點，當此節點爲第一個節點時，指向空值；而另一個指向下一個節點，當此節點爲最後一個節點時，指向空值。
2.操作方法
is_empty() 鏈表是否爲空
length(）鏈表長度
travel() 遍歷鏈表
add(item) 鏈表頭部添加
append(item) 鏈表尾部添加
insert(pos, item) 指定位置添加
remove() 刪除節點
search(item) 查找節點是否存在
3.代碼實現過程
先寫節點結構，一個節點包含三部分，數據域和前節點地址和下一個節點地址
# coding:utf-8
class Node(object):
"""雙鏈表的節點"""
def __init__(self, item):
"""item存放數據元素"""
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
然後看看單鏈表已有的方法和雙鏈表有沒有區別，如果沒有區別，我們就直接拿過來，下面的判斷爲空和鏈表長度和鏈表遍歷是不需要改變代碼的。
# coding:utf-8
class Node(object):
"""雙鏈表的節點"""
def __init__(self, item):
"""item存放數據元素"""
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
class DoubleLinkList(object):
""""雙鏈表"""
def __init__(self, node=None):
self.__head = node
def is_empty(self):
"""判斷鏈表是否爲空"""
return self.__head is None
def length(self):
"""鏈表長度"""
# cur遊標 用來移動遍歷元素
cur = self.__head
# count記錄數量
count = 0
while cur is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍歷整個鏈表"""
cur = self.__head
while cur is not None:
print(cur.item, end=" ")
cur = cur.next
下面來看看add append 和insert這三個方法，在雙鏈表中的修改，因爲涉及到prev這個指針，所以這三個方法需要修改。
def add(self, item):
"""鏈表頭部添加元素"""
node = Node(item)
# 先讓插入節點next位置指向了原來的第一個節點
node.next = self.__head
self.__head = node
# 讓原來第一個節點（插入後變成第二個）的prev指向了剛剛插入的節點node
node.next.prev = node
def append(self, item):
"""鏈表尾部添加元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.__head = node
else:
cur = self.__head
while cur.next != None:
cur = cur.next
cur.next = node
# 尾部插入，把當前節點的前驅指向遊標中尾部節點
node.prev = cur
def insert(self, pos, item):
"""指定位置插入元素"""
# 如果要插入位置小於等於0，說明在頭部添加元素
if pos <= 0:
self.add(item)
# 如果要插入位置大於最後一個節點位置，說尾部添加元素
elif pos > (self.length() - 1):
self.append(item)
else:
cur = self.__head
count = 0
while count < (pos - 1):
count += 1
cur = cur.next
# 當循環退出，cur指向pos-1位置
node = Node(item)
# 把插入節點next域指向cur位置
node.next = cur
# 把插入節點的prew域指向了cur之前前一個節點
node.prev = cur.prev
# cur的前一個節點的next域指向了當前node節點
cur.prev.next = node
# cur的prev域指向剛剛插入的node
cur.prev = node
在來看看雙鏈表元素刪除操作
# coding:utf-8
class Node(object):
"""雙鏈表的節點"""
def __init__(self, item):
"""item存放數據元素"""
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
class DoubleLinkList(object):
""""雙鏈表"""
def __init__(self, node=None):
self.__head = node
def is_empty(self):
"""判斷鏈表是否爲空"""
return self.__head is None
def length(self):
"""鏈表長度"""
# cur遊標 用來移動遍歷元素
cur = self.__head
# count記錄數量
count = 0
while cur is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍歷整個鏈表"""
cur = self.__head
while cur is not None:
print(cur.item, end=" ")
cur = cur.next
print("")
def add(self, item):
"""鏈表頭部添加元素"""
node = Node(item)
# 先讓插入節點next位置指向了原來的第一個節點
node.next = self.__head
self.__head = node
# 讓原來第一個節點（插入後變成第二個）的prev指向了剛剛插入的節點node
node.next.prev = node
def append(self, item):
"""鏈表尾部添加元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.__head = node
else:
cur = self.__head
while cur.next is not None:
cur = cur.next
cur.next = node
# 尾部插入，把當前節點的前驅指向遊標中尾部節點
node.prev = cur
def insert(self, pos, item):
"""指定位置插入元素"""
# 如果要插入位置小於等於0，說明在頭部添加元素
if pos <= 0:
self.add(item)
# 如果要插入位置大於最後一個節點位置，說尾部添加元素
elif pos > (self.length() - 1):
self.append(item)
else:
cur = self.__head
count = 0
while count < (pos - 1):
count += 1
cur = cur.next
# 當循環退出，cur指向pos-1位置
node = Node(item)
# 把插入節點next域指向cur位置
node.next = cur
# 把插入節點的prew域指向了cur之前前一個節點
node.prev = cur.prev
# cur的前一個節點的next域指向了當前node節點
cur.prev.next = node
# cur的prev域指向剛剛插入的node
cur.prev = node
def search(self, item):
"""查找元素是否存在"""
cur = self.__head
while cur is not None:
if cur.item == item:
return True
else:
cur = cur.next
return False
def remove(self, item):
"""刪除節點"""
cur = self.__head
while cur is not None:
if cur.item == item:
if cur == self.__head:
self.__head = cur.next
# 如果是頭節點刪除，當前刪除節點下一個節點的prev域指向None，
# 也就是下一個節點就變成頭節點
if cur.next:
# 判斷鏈表是否只有一個節點的情況
cur.next.prev = None
else:
# 當前要刪除節點的前一個節點的next域指向了當前節點的後面一個節點
cur.prev.next = cur.next
# 當前節點的前一個節點的prev域指向了當前節點的前一個節點
if cur.next:
cur.next.prev = cur.prev
break
else:
cur = cur.next
if __name__ == "__main__":
dl = DoubleLinkList()
print(dl.is_empty())
print(dl.length())
dl.append(3)
dl.append(5)
dl.add(8)
dl.travel()
dl.insert(2,13)
dl.travel()
dl.search(13)
dl.remove(13)
dl.travel()
運行下效果
True
0
8 3 5
8 13 3 5
8 3 5