用Python寫單向鏈表和雙向鏈表

鏈表是一種數據結構，鏈表在循環遍歷的時候效率不高，可是在插入和刪除時優點比較大。

鏈表由一個個節點組成。

單向鏈表的節點分爲兩個部分：存儲的對象和對下一個節點的引用。注意是指向下一個節點。

而雙向鏈表區別於單向鏈表的是它是由三個部分組成：存儲的對象、對下一個節點的引用、對上一個節點的引用，能夠實現雙向遍歷。

單向列表的結構以下圖：

head是頭節點，tail是尾節點，每一個節點由Data存儲對象和Next對下一個節點引用組成

下面說一下單向鏈表插入和刪除的過程。

插入一個新節點：

原理：前一個節點的Next指向當前新節點，新節點的Next指向要插入節點位置的後一個節點。

注意：在實際應用時須要考慮插入位置是頭結點和尾節點的狀況。

 

刪除一個節點：

原理：找到要刪除節點的上一個節點，直接上一個節點的Next指向刪除位置的下一個節點。

注意：在實際應用中須要考慮到刪除的節點是不是頭節點或尾節點，須要考慮到鏈表的長度。

 

下面附上一個用python寫的單鏈表的例子。

 

class Node:
    next = None
    data = None
    def __init__(self,nodeData):
        self.data = nodeData

class List:
    head = None
    size = 0
    def __init__(self):
        self.size = 0
        self.head = None

    #遍歷鏈表
    def a(self):
        print("avx")
    def printlist(self):
        p=self.head
        while(p is not None):
            print(p.data)
            p=p.next
        print("——————————————————————————————————————")

    def insertlink(self, a, newdata):
        newnode = Node(newdata)
        if self.size == 0:
            print("The link is none")
            self.head = newnode
            self.size = self.size+1
        else:
            p = self.head
            while(p is not None )and (p.data != a):
                p = p.next
            if p.next is None:
                p.next = newnode
                self.size = self.size + 1
            else:
                newnode.next = p.next
                p.next = newnode
                self.size = self.size + 1

    #刪除鏈表中的節點
    def deldata(self,a):
        if self.size == 0:
            print("The link is none")
        elif self.size ==1:
            self.head = None
            self.size = self.size -1
        else:
            p = self.head
            while(p is not None )and (p.data != a):
                q = p
                p = p.next
            if p is None:
                print("Can't find a")
            elif p == self.head:
                self.head = p.next
            elif p.data ==a and p.next is not None:
                q.next = q.next.next
                self.size = self.size - 1
            else:
                q.next = None
                self.size = self.size - 1


    #修改鏈表中的指定節點
    def updatelink(self,a,b):
        p = self.head
        print(p.data)
        while(p is not None ) and (p.data!=a):
            p = p.next
        if p is None:
               print("Can't find a")
        else:
                p.data = b

if __name__=="__main__":
        p = List()
        p.insertlink(1,1)
        p.insertlink(1,2)
        p.insertlink(1,3)
        p.insertlink(1,4)
        print("_________________________---insertlink")
        p.printlist()
        print("_________________________--chalink")
        p.updatelink(2,5)
        p.printlist()
        print("___________________________-----dellink")
        p.deldata(5)
        p.printlist()

 

 

 

雙向鏈表的結構以下圖：

head是頭節點，tail是尾節點，每一個節點由Data存儲對象，Next對下一個節點的引用和Pre對上一個節點的引用組成。能夠實現雙向的遍歷

 

下面說一下雙向鏈表的插入和刪除

 

插入一個新節點：

原理：

找到要插入的節點位置，新節點的Next指向插入位置的下一個節點，插入位置的下一個節點的Pre指向新節點。

插入位置節點的左側Next指向新節點，新節點的Pre指向左側的節點。

 

刪除一個節點：

說明：

找到要刪除的節點的上一個節點

直接把上一個節點的Next指向要刪除節點的下一個節點

並把要刪除節點的下一個節點的Pre指向要上出節點的上一個節點便可

 

雙向鏈表的代碼：

 

class Node():

    data = None
    nextnode = None
    prenode = None
    def __init__(self, data):
        self.data = data

class PersonChan():    size = 0    head = None    tail = None    def __init__(self):        self.head = None        self.tail = None        self.size = 0    #增長節點    def add_node(self, a):        newnode = Node(a)        if(self.head == None):            self.head = newnode            self.head.prenode = None            self.tail = newnode            self.tail.prenode = None            self.tail.nextnode = None            self.size = self.size+1        else:            temp = self.head            while temp.nextnode is not None:#返回尾節點tail                temp = temp.nextnode            temp.nextnode = newnode            self.tail = newnode            self.tail.prenode = temp            self.tail.nextnode = None            self.size = self.size+1    #在查找到的a後面增長節點    def ins_node(self,a,b):        newnode = Node(b)        if self.head ==None:            self.head = newnode            self.tail = newnode            print("Insert success:",newnode.data)            self.size = self.size +1        else:            temp = self.head            while(temp is not None)&(temp.data != a):                temp = temp.nextnode            if temp.nextnode == None:                temp.nextnode = newnode                self.tail = newnode                self.tail.prenode = temp                self.tail.nextnode = None                temp = None                print("Insert success:",newnode.data)                self.size = self.size+1            else:                newnode.prenode = temp                newnode.nextnode = temp.nextnode                temp.nextnode = newnode                print("Insert success:",newnode.data)                self.size = self.size+1    #刪除節點    def del_node(self,a):        if self.head == None:            pass        elif self.head.data == a:            if self.size ==1:                self.head = None                self.tail = None                self.size = self.size-1            else:                self.head = self.head.nextnode                self.size = self.size -1        else:            temp = self.head.nextnode            while (temp is not None) and (temp.data != a):                temp = temp.nextnode            p = temp.prenode            if temp != None:                if temp.nextnode == None:                    self.tail = p                    self.tail.nextnod = None                else:                    p.nextnode = temp.nextnode                    temp = None                self.size = self.size -1                print("Delete is success:",a)    def listall(self):#正序排列        if self.size == 0:            print("No data in the list")        else:            temp = self.head            while(temp is not None):                print(temp.data)                temp = temp.nextnode    def lista(self):#倒序排列        if self.size == 0:            print("No data in the list")        temp = self.tail        while(temp is not None):            print(temp.data)            temp = temp.prenodeif __name__ == '__main__':    link = PersonChan()    link.add_node(1)    link.add_node(2)    link.add_node(3)    link.add_node(4)    link.listall()    print("The list's size is:",link.size)    link.lista()