Python實現單鏈表

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，而最後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。

節點實現

#節點類
class Node(object):
    """節點"""
    def __init__(self,elem):
        self.elem = elem
        self.next = None

單鏈表的操作

• is_empty() 鏈表是否爲空
• 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

class SingleLinkList(object):
    """單鏈表"""
    def __init__(self, node = None):
        self.__head = node
    
    def is_empty(self): #鏈表的頭指向爲空就行
        """鏈表是否爲空"""
        return self.__head == None
    
    def length(self):
        """鏈表長度"""
        #cur遊標，用來移動遍歷節點
        cur = self.__head #如果是空鏈表，剛好也滿足
        # count記錄數量
        count = 0
        while cur != None:
            count += 1
            cur = cur.next
        return count
    
    def travel(self):
        """遍歷整個鏈表"""
        cur = self.__head
        while cur != None:
            print(cur.elem, end=" ")
            cur = cur.next
        print("")
    
    def add(self,item):
        """鏈表頭部添加元素"""
        node = Node(item)
        node.next = self.__head
        self.__head = node
    
    def append(self,item):
        """鏈表尾部添加元素,尾插法"""
        node = Node(item)
        if self.is_empty():
            self.__head = node
        else:
            cur = self.__head
            while cur.next != None:
                cur = cur.next
            cur.next = node
    
    def insert(self,pos,item):
        """指定位置添加元素
        :param pos 從0開始
        """
        if pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length()-1):
            self.append(item)
        else:
            pre = self.__head
            count = 0
            while count< (pos-1):
                count += 1
                pre = pre.next
            #當循環退出後，pre指向pos-1位置
            node = Node(item)
            node.next = pre.next
            pre.next = node
    
    def remove(self, item):
        """刪除節點"""
        cur = self.__head
        pre = None
        while cur != None:
            if cur.elem == item:
                #先判斷此節點是否是頭節點
                #頭節點
                if cur == self.__head:
                    self.__head = cur.next
                else:
                    pre.next = cur.next
                break
            
            else:
                pre = cur
                cur = cur.next
                
    def search(self, item):
        """查找節點是否存在""" #空鏈表也符合邏輯
        cur = self.__head
        while cur != None:
            if cur.elem == item:
                return True
            else:
                cur = cur.next
        return False

if __name__ =="__main__":
    ll = SingleLinkList()
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())
    
    ll.append(1)
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())
    
    ll.append(2)
    ll.add(8)
    ll.append(3)
    ll.append(4)
    ll.append(5)
    ll.append(6)
    # 8 1 2 3 4 5 6
    ll.insert(-1,9) # 9 8 1 23456
    ll.travel()
    ll.insert(3,100)# 9 8 1 100 2 3456
    ll.travel()
    ll.insert(10,200)# 9 8 1 100 2 3456 200
    ll.travel()
    print(ll.search(9))
    ll.remove(200)
    ll.travel()

結果：
True
0
False
1
9 8 1 2 3 4 5 6 
9 8 1 100 2 3 4 5 6 
9 8 1 100 2 3 4 5 6 200 
True
9 8 1 100 2 3 4 5 6