python實現雙向鏈表的操做

雙向鏈表

雙向鏈表又叫作雙鏈表，每一個節點有兩個指針域和一個數據域。prev指針域指向前一個節點，next指針域指向下一個節點。注意，第一個節點的prev指針域指向空值，最後一個節點的next域也是指向空值。

雙鏈表的主要操做跟單鏈表同樣，具備以下操做

1. is_empty() 鏈表是否爲空

2. length() 鏈表長度

3. travel() 遍歷整個鏈表

4. add(item) 鏈表頭部添加元素

5. append(item) 鏈表尾部添加元素

6. insert(pos, item) 指定位置添加元素

7. remove(item) 刪除節點

8. search(item) 查找節點是否存在

python 實現：

#_*_coding:utf-8_*_

class Node(object):
    def __init__(self, item):
        self.item = item
        self.prev = None
        self.next = None


class DoubleLinkList(object):
    def __init__(self, node=None):
        '''_head 做爲類內部使用，對外不可見'''
        self.__head = node

    def is_empty(self):
        '''判斷鏈表是否爲空'''
        return self.__head is None

    def length(self):
        '''鏈表的長度'''
        #特別要考慮當鏈表是空的狀況
        # cur遊標，用來移動遍歷節點
        cur = self.__head
        count = 0
        while cur != None:
            count += 1
            cur = cur.next

        return count

    def travel(self):
        '''遍歷整個鏈表'''
        cur = self.__head

        if cur == None:
            print("empty linklist")
            return
        while cur != None:
            print(cur.item, end=' ')
            cur = cur.next
        print('')
    def add(self,item):
        '''在鏈表頭部添加元素,頭插法'''
        node = Node(item)
        #指針指向的順序能夠變化
        node.next = self.__head
        self.__head = node
        node.next.prev = node


    def append(self,item):
        '''在鏈表尾部添加元素'''
        node = Node(item)
        cur = self.__head
        #若是鏈表是空，則將頭節點直接指向Node
        if self.is_empty():
            self.__head = node
        else:
            while cur.next != None:
                cur = cur.next

            cur.next = node
            node.prev = cur

    def insert(self,pos, item):
        '''在鏈表指定的位置添加元素'''
        """
        :param pos從0開始
        """
        if pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length() -1):
            self.append(item)
        else:

            cur = self.__head
            count = 0
            while count < pos:
                count += 1
                cur = cur.next
            node = Node(item)

            node.next = cur
            cur.prev.next = node
            cur.prev = node
            node.prev = cur.prev

    def remove(self, item):
        '''刪除某個元素的節點'''
        cur = self.__head
        while cur != None :
            if cur.item == item:
                #先判斷此節點是否爲頭節點
                if cur == self.__head:
                    self.__head = cur.next
                    if cur.next:
                        #要判斷鏈表是否只有一個節點
                        cur.next.prev = None
                else:
                    cur.prev.next = cur.next
                    if cur.next:
                        #若是刪除的不是最後一個節點
                        cur.next.prev = cur.prev
                break
            else:
                cur = cur.next

    def search(self, item):
        ''' 查找節點是否存在'''
        cur = self.__head
        while cur != None:
            if cur.item == item:
                return True
            else:
                cur = cur.next
        return False
        
if __name__ == '__main__':
    ll = DoubleLinkList()
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())
    ll.append(1)
    ll.append(2)
    ll.travel()
    ll.add(3)
    ll.travel()
    ll.insert(2, 4)
    ll.travel()
    print(ll.search(3))
    ll.travel()
    ll.remove(2)
    ll.travel()

運行結果：

True
0
1 2 
3 1 2 
3 1 4 2 
True
3 1 4 2 
3 1 4 

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