双链表

写给自己看的笔记, 很多坑

标准版

class Node(object):

    def __init__(self, item):
        self.elem = item
        self.prev = None
        self.next = None


class TwoLinkList(object):

    def __init__(self, node=None):
        self.__head = node

    def is_empty(self):
        return self.__head == None

    def length(self):
        cur = self.__head
        count = 0
        while cur != None:
            count += 1
            cur = cur.next
        return count

    def tarvel(self):
        cur = self.__head
        while cur != None:
            print(cur.elem, end=" ")
            cur = cur.next
        print("")

    def add(self, item):
        node = Node(item)
        node.next = self.__head
        self.__head.prev = node
        self.__head = node

    def append(self, item):
        node = Node(item)
        if self.__head is None:
            self.__head = node
        else:
            cur = self.__head

            while cur.next != None:
                cur = cur.next
            cur.next = node
            node.prev = cur

    def insert(self, pos, item):
        if self.__head is None:
            self.add(item)
        elif pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length()-1):
            self.append(item)

        else:
            node = Node(item)
            count = 0
            cur = self.__head
            while count != pos:
                count += 1
                cur = cur.next
            node.prev = cur.prev
            node.next = cur
            cur.prev.next = node
            cur.prev = node

    def search(self, item):
        if self.__head is None:
            return False
        else:
            cur = self.__head
            while cur != None:
                if cur.elem == item:
                    return True
                else:
                    cur = cur.next
            return False

    def remove(self, item):
        if self.__head is None:
            return False
        else:
            cur = self.__head
            while cur != None:
                if cur.elem == item:
                    if cur == self.__head:
                        self.__head = cur.next
                        if cur.next:
                            cur.prev = None

                    else:
                        cur.prev.next = cur.next
                        if cur.next:
                            cur.next.prev = cur.prev

                    break
                else:
                    pro = cur
                    cur = cur.next
            return False

注释版

class Node(object):
    """节点类"""

    def __init__(self, item):
        """初始化函数"""
        self.elem = item
        self.prev = None
        self.next = None
        # 默认创建的节点，前驱指向，以及后继指向都为None


class TwoLinkList(object):
    """双链表类"""

    def __init__(self, node=None):
        """初始化函数"""
        self.__head = node
        # self.__head是链表的首节点
        # 双链表跟单链表一样，链表可以没有节点，但必须存在首节点【是有些矛盾】
        # 即: 如果self.__head is None，首节点指向None， 表示链表为空

    def is_empty(self):
        """链表是否为空"""
        return self.__head == None
        # 如果链表为空,那么首节点的指向为None

    def length(self):
        """链表的长度"""
        cur = self.__head
        # 创建游标cur,起始指向首节点
        count = 0
        # 用计数的方式来测量链表的长度
        while cur != None:
            # 遍历所有节点
            count += 1
            # 计数加一
            cur = cur.next
            # cur后移一位
        return count
        #　遍历完毕，返回计数值

    def tarvel(self):
        """遍历所有元素"""
        cur = self.__head
        # 创建游标cur,起始指向首节点
        while cur != None:
            # 遍历所有节点
            print(cur.elem, end=" ")
            # 打印当前节点的elem值
            cur = cur.next
            # cur后移一位
        print("")
        # 换行操作

    def add(self, item):
        """首插法"""
        node = Node(item)
        # 创建新节点node
        node.next = self.__head
        # 将node的next域指向链表原先的首节点
        self.__head.prev = node
        # 将链表原先的首节点prev域指向node
        self.__head = node
        # 执行上面两步后新节点node已经跟原先的首节点关联好, 然后将链表的首节点指向node

    def append(self, item):
        """尾插法"""
        node = Node(item)
        # 创建新节点node
        if self.__head is None:
            # 如果链表没有节点
            self.__head = node
            # 让链表的首节点指向新节点node
            """注意: 因为双链表的首节点的prev域是指向None的,创建新节点的node,node的prev域默认是指向None的,所以不用修改node 的prev域"""
        else:
            cur = self.__head
            # 创建游标cur
            while cur.next != None:
                # 如果当前游标cur的next域指向的不是None,则一直寻
                cur = cur.next
                # 游标向后移动一位
            """注:当游标cur的next域指向None的时候,是不进入循环的,所以上面循环结束后,游标cur指向的是链表的尾节点,然后对尾节点进行操作"""
            cur.next = node
            # 让cur的next域,指向新节点node
            node.prev = cur
            # 让新节点node的prev域指向cur
            """注: 双链表的尾节点的next域默认是指向None的,新节点node的next域也是指向None的,所以不必进行操作"""

    def insert(self, pos, item):
        """指定位置插入节点"""

        if self.__head is None:
            # 先判断链表是否为空
            self.add(item)
        elif pos <= 0:
            # 如果pos小于等于0, 执行首插法
            self.add(item)
        elif pos > (self.length()-1):
            # 如果pos大于尾节点的下标,执行尾插法
            self.append(item)

        else:
            node = Node(item)
            # 创建新节点node
            count = 0
            # 用计数的方式来确定节点的下标

            cur = self.__head
            # 创建游标cur
            while count != pos:
                # 如果count不等于pos,则一直循环
                count += 1
                # 计数加一
                cur = cur.next
                # cur后移一位
            # 当上面循环结束后, cur指向的是pos下标处的节点
            node.prev = cur.prev
            # 让新节点node的prev域指向cur的前驱节点
            node.next = cur
            # 让新节点node的next域指向cur
            cur.prev.next = node
            # 让cur前驱节点的next域指向新节点node
            cur.prev = node
            # 让cur的prev域指向新节点node

    def search(self, item):
        """查找节点是否存在"""
        if self.__head is None:
            # 判断链表是否为空
            return False
        else:
            cur = self.__head
            # 创建游标cur
            while cur != None:
                # 遍历所有节点
                if cur.elem == item:
                    # 判断当前节点的elem是否等于item
                    # 注意: cur.elem == item 不能写成 cur == item
                    return True
                else:
                    cur = cur.next
                    # 向后移动一位
            return False
            # 如果循环内找到了与item一样的节点, 就直接返回True了[结束函数的运行]
            # 如果循环结束,没有找到与item一样的节点,返回False

    def remove(self, item):
        """删除节点"""
        if self.__head is None:
            # 判断链表是否为空
            return False
        else:
            cur = self.__head
            # 创建游标cur
            while cur != None:
                # 遍历所有节点
                if cur.elem == item:
                    # 找到elem与item一样的节点cur
                    if cur == self.__head:
                        # 先判断要删除的节点item是否为首节点
                        self.__head = cur.next
                        # 如果cur是首节点,让首节点直接指向cur的后继节点
                        if cur.next:
                            # 判断链表是否只有一个节点
                            """注: 如果cur.next不为None,表示cur后面还有节点,当你删除cur(链表原先的首节点)之后,
                            cur的后继节点会变成链表的首节点, 原先cur的后继节点的prev域是有值,现在要将他变成链表的首节点, 所以要将他的prev域置为None"""
                            cur.prev = None
                            # 将cur的prev域指向None

                    else:
                        cur.prev.next = cur.next
                        # 让cur的前驱节点的next域指向cur的后继节点
                        if cur.next:
                            # 如果cur不是链表的尾节点,让cur的后继节点的prev域指向cur的前驱节点pro
                            cur.next.prev = cur.prev

                    break
                    # 找到item的之后,执行完上面的代码体就该跳出了
                else:
                    pro = cur
                    cur = cur.next
                    # 向后移动一位

            return False
            # 如果循环内找到了与item一样的节点, 就直接返回True了
            # 如果循环结束,没有找到与item一样的节点,当然返回False

测试代码

if __name__ == "__main__":
    tll = TwoLinkList()
    print(tll.is_empty())
    print(tll.length())
    tll.append(1)
    tll.tarvel()
    print(tll.is_empty())
    print(tll.length())
    tll.add(2)
    tll.tarvel()
    tll.append(1)
    tll.append(2)
    tll.append(4)
    tll.append(5)
    tll.append(6)
    tll.tarvel()
    tll.insert(1, 3)
    tll.tarvel()
    print(tll.search(2))
    print(tll.search(9))
    tll.remove(3)
    tll.tarvel()
    tll.remove(2)
    tll.tarvel()
    tll.remove(1)
    tll.tarvel()
    print(tll.search(1))
    print(tll.search(10))