数据结构与算法—单向循环链表

单向循环链表

单链表的一个变形是单向循环链表，链表中最后一个节点的next域不再为None，而是指向链表的头节点。

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

实现

class SingleNode(object):
    """节点"""
    def __init__(self, item):
        self.item = item
        self.next = None

class SinCycLinkList(object):
    """单向循环链表"""
    def __init__(self):
        # head存放单向循环链表首节点地址
        self.head = None
        
    def is_empty(self):
        """判断链表是否为空"""
        return self.head == None
    
    def length(self):
        """计算链表长度"""
        cur = self.head
        count = 1  # 计数从1开始
        while cur.next != self.head:
            cur = cur.next
            count += 1
        return count
    
    def travel(self):
        """遍历链表""" 
        cur = self.head
        while cur.next != self.head:
            print(cur.item)
            cur = cur.next
        print(cur.item)
            
    def add(self,item):
        """头部插入元素"""
        # 先新建一个节点 
        node = SingleNode(item)
        # 先判断链表是否为空
        if self.is_empty():
            self.head = node
            node.next = self.head
        else:
            node.next = self.head
            cur = self.head
            # 找到尾部节点，尾节点指向首节点
            while cur.next != self.head:
                cur = cur.next
            cur.next = node
            self.head = node
             
        
    def append(self,item):
        """尾部插入元素"""
        # 新建节点
        node = SingleNode(item)
         # 先判断链表是否为空
        if self.is_empty():
            self.head = node
            node.next = self.head
        # 若不为空，则找到尾部，将尾节点的next指向新节点,且新节点指向首节点
        else:
            cur = self.head
            while cur.next != self.head:
                cur = cur.next
            cur.next = node
            node.next = self.head
            
        
    def insert(self, pos, item):
        """在指定位置添加元素"""
        # 在头部插入
        if pos <=0:
            self.add(item)
        # 在尾部插入
        elif pos >= self.length():
            self.append(item)
        # 在中间插入
        else:
            # 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
            count = 0
            node = SingleNode(item)
            while count < pos-1:
                pre = pre.next
                count += 1
            # 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
        # 若首节点就找到
        if cur.item == item:
            # 如果链表不止一个节点,即首节点的next指向的不是首节点
            if cur.next != self.head:
                # 先找到尾节点，把尾节点的next指向首节点的next，且新首节点为第二个节点
                while cur.next != self.head:
                    cur = cur.next
                cur.next = self.head.next
                self.head = self.head.next
            else:
                # 如果链表只有一个节点
                self.head = None
        else:
            while cur.next != self.head:
                if cur.item != item:
                    pre = cur
                    cur = cur.next
                else:
                    pre.next = cur.next
                    break
                
    def search(self,item):
        cur = self.head
        if cur.item == item:
            return True
        while cur.next != self.head:
            cur = cur.next
            if cur.item == item:
                return True
        return False


if __name__ == "__main__":
    ll = SinCycLinkList()
    ll.add(1)
    ll.add(2)
    ll.append(3)
    ll.insert(2, 4)
    ll.insert(4, 5)
    ll.insert(0, 6)
    print("length:",ll.length())
    ll.travel()
    print(ll.search(3))
    print(ll.search(7))
    ll.remove(1)
    print("length:",ll.length())
    ll.travel()

length: 6
6
2
1
4
3
5
True
False
length: 5
6
2
4
3
5