链表

像数组一样，链表是一个线性数据结构。与数组不同，链表元素不存储在连续的位置; 元素使用指针链接。

为什么要用链表？
数组可以用来存储相似类型的线性数据，但是数组有以下限制。
1）数组的大小是固定的：所以我们必须事先知道元素数量的上限。而且，通常，分配的存储器等于上限，而与用途无关。
2）在一个元素数组中插入一个新的元素是很昂贵的，因为必须为新的元素创建空间，并且要创建有空间的元素必须移位。

例如，在一个系统中，如果我们维护数组id中的ID的排序列表。

id [] = [1000,1010,1050,2000,2040]。

如果我们想要插入一个新的ID 1005，那么为了保持排序的顺序，我们必须移动所有在1000之后的元素（不包括1000）。
除非使用一些特殊的技术，否则数组的删除也是昂贵的。例如，要删除id []中的1010，必须移动1010之后的所有内容。

与阵列相比的优点
1）动态大小
2）易于插入/删除

缺点：
1）不允许随机访问。我们必须从第一个节点开始按顺序访问元素。所以我们不能用链表进行二分搜索。
2）列表中的每个元素都需要指针的额外内存空间。

在C中的表示：
链表由指向链表的第一个节点的指针表示。第一个节点叫做头。如果链表是空的，那么head的值是NULL。
列表中的每个节点至少由两部分组成：
1）数据
2）指向下一个节点的指针
在C中，我们可以使用结构体来表示一个节点。下面是一个带有整型数据的链表节点的例子。
在Java中，LinkedList可以表示为一个类和一个Node作为一个单独的类。LinkedList类包含Node类型

# Node class

class Node:

  

    # Function to initialize the node object

    def __init__(self, data):

        self.data = data  # Assign data

        self.next = None  # Initialize

                          # next as null

  

# Linked List class

class LinkedList:

    

    # Function to initialize the Linked

    # List object

    def __init__(self):

        self.head = None

我们用3个节点创建一个简单的链表

 

# A simple Python program to introduce a linked list

 

# Node class

class Node:

 

    # Function to initialise the node object

    def __init__(self, data):

        self.data = data  # Assign data

        self.next = None  # Initialize next as null

 

 

# Linked List class contains a Node object

class LinkedList:

 

    # Function to initialize head

    def __init__(self):

        self.head = None

 

 

# Code execution starts here

if __name__=='__main__':

 

    # Start with the empty list

    llist = LinkedList()

 

    llist.head  = Node(1)

    second = Node(2)

    third  = Node(3)

 

    '''

    Three nodes have been created.

    We have references to these three blocks as first,

    second and third

 

    llist.head        second              third

         |                |                  |

         |                |                  |

    +----+------+     +----+------+     +----+------+

    | 1  | None |     | 2  | None |     |  3 | None |

    +----+------+     +----+------+     +----+------+

    '''

 

    llist.head.next = second; # Link first node with second

 

    '''

    Now next of first Node refers to second.  So they

    both are linked.

 

    llist.head        second              third

         |                |                  |

         |                |                  |

    +----+------+     +----+------+     +----+------+

    | 1  |  o-------->| 2  | null |     |  3 | null |

    +----+------+     +----+------+     +----+------+

    '''

 

    second.next = third; # Link second node with the third node

 

    '''

    Now next of second Node refers to third.  So all three

    nodes are linked.

 

    llist.head        second              third

         |                |                  |

         |                |                  |

    +----+------+     +----+------+     +----+------+

    | 1  |  o-------->| 2  |  o-------->|  3 | null |

    +----+------+     +----+------+     +----+------+

    '''

链接列表遍历
在前面的程序中，我们创建了一个带有三个节点的简单链表。让我们遍历创建的列表并打印每个节点的数据。为了遍历，让我们写一个通用函数printList（）来打印任何给定的列表。

# A simple Python program for traversal of a linked list

 

# Node class

class Node:

 

    # Function to initialise the node object

    def __init__(self, data):

        self.data = data  # Assign data

        self.next = None  # Initialize next as null

 

 

# Linked List class contains a Node object

class LinkedList:

 

    # Function to initialize head

    def __init__(self):

        self.head = None

 

    # This function prints contents of linked list

    # starting from head

    def printList(self):

        temp = self.head

        while (temp):

            print temp.data,

            temp = temp.next

 

 

# Code execution starts here

if __name__=='__main__':

 

    # Start with the empty list

    llist = LinkedList()

 

    llist.head  = Node(1)

    second = Node(2)

    third  = Node(3)

 

    llist.head.next = second; # Link first node with second

    second.next = third; # Link second node with the third node

 

    llist.printList()