python 单向链表实现

单链表的操作

• 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
• search(item) 查找节点是否存在

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


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
        print ("")

    def add(self, item):
        """头部添加元素"""
        # 先创建一个保存item值的节点
        node = SingleNode(item)
        # 将新节点的链接域next指向头节点，即_head指向的位置
        node.next = self._head
        # 将链表的头_head指向新节点
        self._head = node

    def append(self, item):
        """尾部添加元素"""
        node = SingleNode(item)
        # 先判断链表是否为空，若是空链表，则将_head指向新节点
        if self.is_empty():
            self._head = node
        # 若不为空，则找到尾部，将尾节点的next指向新节点
        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"""
            # 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指定位置
                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
                pre.next = node

    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
    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


if __name__ == "__main__":
    ll = SingleLinkList()
    ll.add(1)
    ll.add(2)
    ll.append(3)
    ll.insert(2, 4)
    print ("length:",ll.length())
    ll.travel()
    print (ll.search(3))
    print (ll.search(5))
    ll.remove(1)
    print ("length:",ll.length())
    ll.travel()