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算法是为了解决实际问题而设计的，数据结构是算法需要处理的问题载体。
Python提供现成的数据结构类型叫做Python的内置数据结构，比如列表、元组、集合、字典。
Python系统里面没有直接定义需要自定义的成为Python的扩展数据结构，比如栈、队列等。
顺序表的基本形式
1.定义：所谓顺序表，就是将元素顺序地存放在一块连续的存储区里，元素间的顺序关系由他们的存储顺序自然表示。
图a，每个元素所占存储单元大小固定相同。
图b，每个元素所占的存储单元大小不相同。存储一个链接地址。
顺序表的结构与实现
顺序表的两种基本实现方式
图a为一体式结构，存储表信息的单元与元素存储区以连续的方式安排在一快存储区里。
图b为分离式结构，存储表信息的单元与元素存储区以连续的方式安排在两块存储区里。
元素存储区替换
一体式结构：若想更换数据区，则只能整体搬迁，即整个顺序表对象改变了。
分离式结构：若想更换数据区，只需要将信息区中的数据区链接地址更新即可，而该顺序表对象不变。
元素存储区扩充
1.只有分离式结构的元素存储区可以扩充。
2.扩充的两种策略：
1）每次扩充增加固定数目的存储位置，如每次扩充增加10个元素位置。
特点：节省空间，但是扩充操作频繁，操作次数多。
2）每次扩充容量加倍，如每次扩充增加一倍存储空间。
特点：减少了扩充操作的执行此书，但可能会浪费空间资源。以空间换时间，推荐此方式。
顺序表的操作
1.增加元素的三种方式。
Python中的顺序表
Python中的list和turple两种类型采用了顺序表的实现技术。
list是可变类型，即采用分离式技术实现的动态顺序表。
turple是不可变型，即不变的顺序表。
list的基本丝线技术
1.Python标准类型list就是一种元素个数可变的线性表，可以加入和删除元素，具有以下特征：(1)顺序表：基于下标的高效元素访问和更新，时间复杂度是O(1);
(2)分离式技术：允许任意加入元素，而且在不断加入元素的过程中，表对象的id不变。
list元素存储区扩充规则
1.在建立空表（或者很小的表）时，系统分配一块能容纳8个元素的存储区；
2. 在执行插入操作（insert或append）时，如果元素存储区满就换一块4倍大的存储区。
3. 如果此时的表已经很大（目前的阀值为50000），则改变策略，采用加一倍的方法。
原因: 为了避免出现过多空闲的存储位置。
链表
顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间，而在进行空充时又需要进行数据的搬迁，所以使用起来并不是很灵活，但是链表结构可以充分利用计算机的内存空间，实现灵活的内存动态管理。
1.链表的定义：链表是一种常见的基础书籍结构，是一只种类线性表，但是不想顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点（数据存储单元）里存放下一个节点的位置信息。（即地址）
单链表
1.单链表的定义：单向链表也叫单链表，每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。
2.节点实现：
class SingleNode(object): """单链表的节点“”“ def ——init——（self，item）： #item存放数据元素 self。item = item #next是下一个结点的标示 self.
3.单链表的操作
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
is_empty() 链表是否为空
4.单链表的头部添加元素与尾部添加元素
5.单链表在指定位置添加元素
6.删除节点
链表与顺序表的对比：
单向循环链表
1.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。
2.单向链表的操作及其实现：
函数名 功能
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
is_empty() 链表是否为空
双向链表
特点：每个节点有两个链接：一个指向前一个节点，当此节点为第一个节点时，指向空值；而另一个指向下一个节点，当此节点为最后一个节点时，指向空值。
指定位置添加节点算法示意图：
2.删除元素算法示意图：
class Node(object): def __init__(self, element): self.element = element # 数据域 self.next = None self.prev = None def __str__(self): return self.elelemnt class DuLinkList(object): def __init__(self): self.head = None def is_empty(self): return self.head == None #判空 def __len__(self): if self.is_empty(): return 0 cur = self.head linkLen = 0 while cur: cur = cur.next linkLen += 1 return linkLen #计算长度 def travel(self): if not self.is_empty(): cur = self.head while cur.next != None: print(cur.element, end=',') cur = cur.next print(cur.element) else: print('空链表') #遍历每个元素 def add(self, item): node = Node(item) if self.is_empty(): self.head = node else: node.next = self.head self.head.prev = node self.head = node #在链表头部添加节点 def append(self, item): node = Node(item) if self.is_empty(): self.head = node else: cur = self.head while cur.next != None: cur = cur.next cur.next = node node.prev = cur #在链表尾部添加节点 def insert(self, index, item): if index <= 0: self.add(item) elif index >= len(self): self.append(item) else: node = Node(item) count = 0 cur = self.head while count <= index - 1: count += 1 cur = cur.next node.next = cur.next cur.next = node node.prev = cur #插入节点 def remove(self,item): pre = None cur = self.head if cur.element == item: self.head = self.head.next else: while cur: if cur.element != item: pre = cur cur = cur.next else: pre.next = cur.next cur.prev = pre.next break #删除节点 if __name__ == '__main__': link = DuLinkList() print("链表长度：", len(link)) link.travel() print('链表是否为空？', link.is_empty()) print('添加头结点：') for item in range(5): link.append(item) print('链表长度：', len(link)) link.insert(1, 'python')