Python數(shù)據(jù)結構與算法之鏈表定義與用法實例詳解【單鏈表、循環(huán)鏈表】

更新時間：2017年09月28日 11:04:14 作者：Inside_Zhang

這篇文章主要介紹了Python數(shù)據(jù)結構與算法之鏈表定義與用法,結合具體實例形式較為詳細的分析了單鏈表、循環(huán)鏈表等的定義、使用方法與相關注意事項,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了Python數(shù)據(jù)結構與算法之鏈表定義與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：

本文將為大家講解：

（1）從鏈表節(jié)點的定義開始，以類的方式，面向?qū)ο蟮乃枷脒M行鏈表的設計

（2）鏈表類插入和刪除等成員函數(shù)實現(xiàn)時需要考慮的邊界條件，
prepend（頭部插入）、pop（頭部刪除）、append（尾部插入）、pop_last（尾部刪除）

2.1 插入：

空鏈表
鏈表長度為1
插入到末尾

2.2 刪除

空鏈表
鏈表長度為1
刪除末尾元素

（3）從單鏈表到單鏈表的一眾變體：

帶尾節(jié)點的單鏈表
循環(huán)單鏈表
雙鏈表

1. 鏈表節(jié)點的定義

class LNode:
 def __init__(self, elem, next_=None):
  self.elem = elem
  self.next = next_

2. 單鏈表的實現(xiàn)

重點理解插入、刪除的實現(xiàn)及其需要考慮的邊界條件：

class LinkedListUnderflow(ValueError):
 pass
class LList:
 def __init__(self):
  self._head = None
 def is_empty(self):
  return self._head is None
 def prepend(self, elem):
  self._head = LNode(elem, self._head)
 def pop(self):
  if self._head is None:
   raise LinkedListUnderflow('in pop')
  e = self._head.elem
  self._head = self._head.next
  return e
 def append(self, elem):
  if self._head is None:
   self._head = LNode(elem)
   return
  p = self._head
  while p.next is not None:
   p = p.next
  p.next = LNode(elem)
 def pop_last(self):
  if self._head is None:
   raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
  p = self._head
  if p.next is None:
   e = p.elem
   self._head = None
   return e
  while p.next.next is not None:
   p = p.next
  e = p.next.elem
  p.next = None
  return e

簡單總結：

（0）能夠訪問 p.next.next 的前提是 p.next 不為空；
（1）尾部插入，如果鏈表不為空，需且僅需改變的是尾部節(jié)點的指針；
（2）尾部刪除，如果鏈表長度不為空，需且僅需改變的是倒數(shù)第二個節(jié)點的指針。

單鏈表的簡單變形：具有尾部節(jié)點的單鏈表

class LList1(LList):
 def __init__(self):
  LList.__init__(self)
  self._rear = None
 ...

我們僅需重寫的是：頭部的插入、尾部的插入、尾部的刪除

def prepend(self, elem):
 if self._head is None:
  self._head = LNode(elem)
  self._rear = self._head
 else:
  self._head = LNode(elem, self._head)
def append(self, elem):
 if self._head is None:
  self._head = LNode(elem)
  self._rear = self._head
 else:
  self._rear.next = LNode(elem)
  self._rear = self._rear.next
def pop_last(self):
 if self._head is None:
  raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
 p = self._head
 if p.next is None:
  e = p.elem
  self._head = None
  return e
 while p.next.next is not None:
  p = p.next
 e = p.next.elem
 self._rear = p
 p.next = None
 return e

單鏈表的變體：循環(huán)單鏈表

class LCList:
 def __init__(self):
  self._rear = None
 def prepend(self, elem):
  if self._rear is None:
   self._rear = LNode(elem)
   self._rear.next = self._rear
  else:
   self._rear.next = LNode(elem, self._rear.next)
 def append(self, elem):
  self.prepend(elem)
  self_rear = self._rear.next
 def pop(self):
  if self._rear is None:
   raise LinkedListUnderflow('in pop')
  p = self._rear.next
  if p is None:
   self._rear = None
  else:
   self._rear.next = p.next
  return p.elem
 def printall(self):
  if self._rear is None:
   raise ...
  p = self._rear.next
  while True:
   print(p.elem)
   if p is self._rear:
    break
   p = p.next

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希望本文所述對大家Python程序設計有所幫助。

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