python数据结构之链表（一）
数据结构是计算机科学必须掌握的一门学问，之前很多的教材都是用C语言实现链表，因为c有指针，可以很方便的控制内存，很方便就实现链表，其他的语言，则没那么方便，有很多都是用模拟链表，不过这次，我不是用模拟链表来实现，因为python是动态语言，可以直接把对象赋值给新的变量。
好了，在说我用python实现前，先简单说说链表吧。在我们存储一大波数据时，我们很多时候是使用数组，但是当我们执行插入操作的时候就是非常麻烦，看下面的例子，有一堆数据1,2,3,5,6,7我们要在3和5之间插入4,如果用数组，我们会怎么做？当然是将5之后的数据往后退一位，然后再插入4,这样非常麻烦，但是如果用链表，我就直接在3和5之间插入4就行，听着就很方便。
那么链表的结构是怎么样的呢？顾名思义，链表当然像锁链一样，由一节节节点连在一起，组成一条数据链。
链表的节点的结构如下：
| data | next |
data为自定义的数据，next为下一个节点的地址。
链表的结构为，head保存首位节点的地址：
接下来我们来用python实现链表
python实现链表
首先，定义节点类Node：
class Node:
'''
data: 节点保存的数据
_next: 保存下一个节点对象
'''
def __init__(self, data, pnext=None):
self.data = data
self._next = pnext
def __repr__(self):
'''
用来定义Node的字符输出，
print为输出data
'''
return str(self.data)
然后，定义链表类：
链表要包括：
属性：
链表头：head
链表长度：length
方法：
判断是否为空: isEmpty()
def isEmpty(self):
return (self.length == 0
增加一个节点(在链表尾添加): append()
def append(self, dataOrNode):
item = None
if isinstance(dataOrNode, Node):
item = dataOrNode
else:
item = Node(dataOrNode)
if not self.head:
self.head = item
self.length += 1
else:
node = self.head
while node._next:
node = node._next
node._next = item
self.length += 1
删除一个节点: delete()
#删除一个节点之后记得要把链表长度减一
def delete(self, index):
if self.isEmpty():
print "this chain table is empty."
return
if index < 0 or index >= self.length:
print 'error: out of index'
return
#要注意删除第一个节点的情况
#如果有空的头节点就不用这样
#但是我不喜欢弄头节点
if index == 0:
self.head = self.head._next
self.length -= 1
return
#prev为保存前导节点
#node为保存当前节点
#当j与index相等时就
#相当于找到要删除的节点
j = 0
node = self.head
prev = self.head
while node._next and j < index:
prev = node
node = node._next
j += 1
if j == index:
prev._next = node._next
self.length -= 1
修改一个节点: update()
def update(self, index, data):
if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:
print 'error: out of index'
return
j = 0
node = self.head
while node._next and j < index:
node = node._next
j += 1
if j == index:
node.data = data
查找一个节点: getItem()
def getItem(self, index):
if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:
print "error: out of index"
return
j = 0
node = self.head
while node._next and j < index:
node = node._next
j += 1
return node.data
查找一个节点的索引: getIndex()
def getIndex(self, data):
j = 0
if self.isEmpty():
print "this chain table is empty"
return
node = self.head
while node:
if node.data == data:
return j
node = node._next
j += 1
if j == self.length:
print "%s not found" % str(data)
return
插入一个节点: insert()
def insert(self, index, dataOrNode):
if self.isEmpty():
print "this chain tabale is empty"
return
if index < 0 or index >= self.length:
print "error: out of index"
return
item = None
if isinstance(dataOrNode, Node):
item = dataOrNode
else:
item = Node(dataOrNode)
if index == 0:
item._next = self.head
self.head = item
self.length += 1
return
j = 0
node = self.head
prev = self.head
while node._next and j < index:
prev = node
node = node._next
j += 1
if j == index:
item._next = node
prev._next = item
self.length += 1
清空链表: clear()
def clear(self):
self.head = None
self.length = 0
以上就是链表类的要实现的方法。
执行的结果：
接下来是完整代码：
1 # -*- coding:utf8 -*-
2 #/usr/bin/env python
3
4 class Node(object):
5 def __init__(self, data, pnext = None):
6 self.data = data
7 self._next = pnext
8
9 def __repr__(self):
10 return str(self.data)
11
12 class ChainTable(object):
13 def __init__(self):
14 self.head = None
15 self.length = 0
16
17 def isEmpty(self):
18 return (self.length == 0)
19
20 def append(self, dataOrNode):
21 item = None
22 if isinstance(dataOrNode, Node):
23 item = dataOrNode
24 else:
25 item = Node(dataOrNode)
26
27 if not self.head:
28 self.head = item
29 self.length += 1
30
31 else:
32 node = self.head
33 while node._next:
34 node = node._next
35 node._next = item
36 self.length += 1
37
38 def delete(self, index):
39 if self.isEmpty():
40 print "this chain table is empty."
41 return
42
43 if index < 0 or index >= self.length:
44 print 'error: out of index'
45 return
46
47 if index == 0:
48 self.head = self.head._next
49 self.length -= 1
50 return
51
52 j = 0
53 node = self.head
54 prev = self.head
55 while node._next and j < index:
56 prev = node
57 node = node._next
58 j += 1
59
60 if j == index:
61 prev._next = node._next
62 self.length -= 1
63
64 def insert(self, index, dataOrNode):
65 if self.isEmpty():
66 print "this chain tabale is empty"
67 return
68
69 if index < 0 or index >= self.length:
70 print "error: out of index"
71 return
72
73 item = None
74 if isinstance(dataOrNode, Node):
75 item = dataOrNode
76 else:
77 item = Node(dataOrNode)
78
79 if index == 0:
80 item._next = self.head
81 self.head = item
82 self.length += 1
83 return
84
85 j = 0
86 node = self.head
87 prev = self.head
88 while node._next and j < index:
89 prev = node
90 node = node._next
91 j += 1
92
93 if j == index:
94 item._next = node
95 prev._next = item
96 self.length += 1
97
98 def update(self, index, data):
99 if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:
100 print 'error: out of index'
101 return
102 j = 0
103 node = self.head
104 while node._next and j < index:
105 node = node._next
106 j += 1
107
108 if j == index:
109 node.data = data
110
111 def getItem(self, index):
112 if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:
113 print "error: out of index"
114 return
115 j = 0
116 node = self.head
117 while node._next and j < index:
118 node = node._next
119 j += 1
120
121 return node.data
122
123
124 def getIndex(self, data):
125 j = 0
126 if self.isEmpty():
127 print "this chain table is empty"
128 return
129 node = self.head
130 while node:
131 if node.data == data:
132 return j
133 node = node._next
134 j += 1
135
136 if j == self.length:
137 print "%s not found" % str(data)
138 return
139
140 def clear(self):
141 self.head = None
142 self.length = 0
143
144 def __repr__(self):
145 if self.isEmpty():
146 return "empty chain table"
147 node = self.head
148 nlist = ''
149 while node:
150 nlist += str(node.data) + ' '
151 node = node._next
152 return nlist
153
154 def __getitem__(self, ind):
155 if self.isEmpty() or ind < 0 or ind >= self.length:
156 print "error: out of index"
157 return
158 return self.getItem(ind)
159
160 def __setitem__(self, ind, val):
161 if self.isEmpty() or ind < 0 or ind >= self.length:
162 print "error: out of index"
163 return
164 self.update(ind, val)
165
166 def __len__(self):
167 return self.length
作者：陈栋权
时间：2016/09/19
本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须保留此段声明，
且在文章页面明显位置给出原文连接，否则保留追究法律责任的权利。
如有特别用途，请与我联系邮箱：kingchen.gd@foxmail.com