05-3_单链表的实现

1. 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

2. 单链表的实现

# 节点的实现, 节点类
class SingleNode(object):
    """单链表节点"""
    def __init__(self, elem):
        """
        一个节点的初始状态
        :param elem:
        """
        self.elem = elem
        self.next = None
# node = SingleNode(100)


# 链表类
class SingleLinkList(object):
    """
    单链表的实现
    """
    def __init__(self, node=None):
        self._head = node

    def is_empty(self):
        """链表是否为空"""
        return self._head is None

    def length(self):
        """链表长度"""
        cur = self._head    # cur游标，用来移动遍历节点, 初始化为指向头节点
        count = 0           # 计录数量
        while cur is not None:    # 循环数数, 条件为 不是 None
            count += 1      #
            cur = cur.next  # cur游标 移动到下一个节点

        # 返回链表的长度数量
        return count

    def travel(self):
        """遍历整个链表"""
        cur = self._head
        while cur is not None:
            print(cur.elem, end=' ')
            cur = cur.next
            # if cur is None:
                # print('')      # 最后一个元素换行
        print('')

    def add(self, item):
        """链表头部添加元素"""
        node = SingleNode(item)
        node.next = self._head
        self._head = node   # 头节点

    def append(self, item):
        """链表尾部添加元素"""
        node = SingleNode(item)
        if self.is_empty():     # 判断链表是否为空
            self._head = node
        else:
            cur = self._head
            while cur.next is not None:
                cur = cur.next
            cur.next = node

    def insert(self, index, item):
        """
        指定位置添加元素
        :param index 从0开始
        """
        if index <= 0:    # 如果index小于等于0, 则是从头部插入
            self.add(item)
        elif index > self.length()-1:   # 如果index大于单链表的最大索引, 则是 尾插入
            self.append(item)
        else:
            prev = self._head   # 上一个节点, 是self._head
            count = 0
            while count < (index-1):
                count += 1
                prev = prev.next
            # 当循环退出后， prev 指向 (index-1) 的位置
            node = SingleNode(item)
            node.next = prev.next
            prev.next = node

    def remove(self, item):
        """删除节点"""
        cur = self._head
        prev = None
        while cur is not None:
            if cur.elem == item:
                # 先判断此节点是否是头节点
                if cur == self._head:
                    # 是头节点
                    self._head = cur.next
                else:
                    prev.next = cur.next
                break   # 删除了就要退出
            else:
                prev = cur
                cur = cur.next

    def search(self, item):
        """查找节点是否存在"""
        cur = self._head
        while cur is not None:
            if cur.elem == item:
                return True     # 找到了
            else:
                cur = cur.next
        return False   # 没找到

# 测试
if __name__ == '__main__':
    single_link_list = SingleLinkList()     # 构建一个空的单链表对象
    print(single_link_list.is_empty())      # True,   该单链表是否为空，True为空，否则False
    
    single_link_list.append(2)
    
    single_link_list.add(88)    # 在头部添加 88
    
    single_link_list.insert(1, 20)   # 指定位置
    single_link_list.travel()     # 遍历这个单链表

    single_link_list.insert(0, 100)
    single_link_list.travel()     # 遍历这个单链表

    single_link_list.insert(20, 500)
    single_link_list.travel()     # 遍历这个单链表
    
    single_link_list.remove(100)
    single_link_list.travel()     # 遍历这个单链表