技术专栏:​​github.com/yongxinz/te…​

同时,也欢迎关注我的微信公众号 AlwaysBeta,更多精彩内容等你来。

Python 实现数据结构中的单链表,循环单链表,双链表_Python

元素域 data 用来存放具体的数据。

链接域 prev 用来存放上一个节点的位置。

链接域 next 用来存放下一个节点的位置。

变量 p 指向链表的头节点(首节点)的位置,从 p 出发能找到表中的任意节点。

单链表

# -*- coding: utf-8 -*-

from __future__ import print_function


class SingleNode(object):
"""节点"""

def __init__(self, data):
# 标识数据域
self.data = data
# 标识链接域
self.next = None


class SingleLinkList(object):
"""单链表"""

def __init__(self, node=None):
# 私有属性头结点
self.__head = node

# is_empty() 链表是否为空
def is_empty(self):
return self.__head is None

# length() 链表长度
def length(self):
# 数目
count = 0
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
count += 1
# 当前节点往后移
current = current.next
return count

# travel() 遍历整个链表
def travel(self):
# 访问的当前节点
current = self.__head
print('[', end=' ')
while current is not None:
print(current.data, end=' ')
current = current.next
print(']')

# add(item) 链表头部添加元素
def add(self, item):
node = SingleNode(item)
# 新节点的下一个节点为旧链表的头结点
node.next = self.__head
# 新链表的头结点为新节点
self.__head = node

# append(item) 链表尾部添加元素
def append(self, item):
node = SingleNode(item)
if self.is_empty():
# 为空节点时
self.__head = node
else:
# 让指针指向最后节点
current = self.__head
while current.next is not None:
current = current.next
# 最后节点的下一个为新添加的node
current.next = node

# insert(index, item) 指定位置(从0开始)添加元素
def insert(self, index, item):
if index <= 0:
# 在前方插入
self.add(item)
elif index > (self.length() - 1):
# 在最后添加
self.append(item)
else:
# 创建新节点
node = SingleNode(item)
# 遍历次数
count = 0
# 插入节点位置的上一个节点
prev = self.__head
# 查找到插入节点的上一个节点
while count < (index - 1):
count += 1
prev = prev.next
# 新节点的下一个节点为上一个节点的下一个节点
node.next = prev.next
# 上一个节点的下一个节点为新的节点
prev.next = node

# remove(item) 删除节点
def remove(self, item):
current = self.__head
prev = None
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到要删除的节点元素
if not prev:
# 没有上一个元素,比如删除头结点
self.__head = current.next
else:
# 上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点
prev.next = current.next
return # 返回当前节点
else:
# 没找到,往后移
prev = current
current = current.next

# search(item) 查找节点是否存在
def search(self, item):
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到了
return True
else:
current = current.next
return False


if __name__ == '__main__':
print('test:')
single_link_list = SingleLinkList()

print('--------判断是否为空-------')
print(single_link_list.is_empty())

print('-----------长度------------')
print(single_link_list.length())

single_link_list.append(2)
single_link_list.append(3)
single_link_list.append(5)

print('-----------遍历------------')
single_link_list.travel()

single_link_list.add(1)
single_link_list.add(0)
single_link_list.insert(4, 4)
single_link_list.insert(-1, -1)

print('-----------遍历------------')
single_link_list.travel()

print('-----------查找------------')
print(single_link_list.search(49))

print('-----------删除------------')
single_link_list.remove(-1)

print('-----------遍历------------')
single_link_list.travel()

print('-----------长度------------')
print(single_link_list.length())

单向循环链表

# -*- coding: utf-8 -*-

from __future__ import print_function


class SingleNode(object):
"""节点"""

def __init__(self, data):
# 标识数据域
self.data = data
# 标识链接域
self.next = None


class SingleCircleLinkList(object):
"""单向循环链表"""

def __init__(self, node=None):
# 私有属性头结点
self.__head = node
if node:
# 不是构造空的链表
# 头结点的下一个节点指向头结点
node.next = node

# is_empty() 链表是否为空
def is_empty(self):
return self.__head is None

# length() 链表长度
def length(self):
if self.is_empty():
# 空链表
return 0
count = 1 # 数目
# 当前节点
current = self.__head
# 当前节点的下一个节点不是头结点则继续增加
while current.next != self.__head:
count += 1
# 当前节点往后移
current = current.next
return count

# travel() 遍历整个链表
def travel(self):
# 访问的当前节点
if self.is_empty():
return False
current = self.__head
print('[ ', end='')
while current.next != self.__head:
print(current.data, end=' ')
current = current.next
# 打印最后一个元素
print(current.data, end=' ')
print(']')

# add(item) 链表头部添加元素
def add(self, item):
node = SingleNode(item)
if self.is_empty():
# 空链表
self.__head = node
node.next = node
else:
# 非空链表添加
current = self.__head
# 查找最后一个节点
while current.next != self.__head:
current = current.next
# 新节点的下一个节点为旧链表的头结点
node.next = self.__head
# 新链表的头结点为新节点
self.__head = node
# 最后节点的下一个节点指向新节点
current.next = node

# append(item) 链表尾部添加元素
def append(self, item):
node = SingleNode(item)
if self.is_empty():
# 为空节点时
self.__head = node
node.next = node
else:
# 让指针指向最后节点
current = self.__head
while current.next != self.__head:
current = current.next
# 最后节点的下一个为新添加的node
current.next = node
# 新节点下一个节点指向头结点
node.next = self.__head

# insert(index, item) 指定位置(从0开始)添加元素
def insert(self, index, item):
if index <= 0:
# 在前方插入
self.add(item)
elif index > (self.length() - 1):
# 在最后添加
self.append(item)
else:
# 创建新节点
node = SingleNode(item)
# 遍历次数
count = 0
# 插入节点位置的上一个节点
prev = self.__head
# 查找到插入节点的上一个节点
while count < (index - 1):
count += 1
prev = prev.next
# 新节点的下一个节点为上一个节点的下一个节点
node.next = prev.next
# 上一个节点的下一个节点为新的节点
prev.next = node

# remove(item) 删除节点
def remove(self, item):
if self.is_empty():
return False
current = self.__head
prev = None
while current.next != self.__head:
if current.data == item:
# 找到要删除的节点元素
if current == self.__head:
# 删除结点,先找尾节点
rear = self.__head
while rear.next != self.__head:
rear = rear.next
# 头结点指向当前节点的下一个节点
self.__head = current.next
# 尾节点的下一个节点指向头结点
rear.next = self.__head
else:
# 中间节点,上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点
prev.next = current.next
return # 返回当前节点
else:
# 没找到,往后移
prev = current
current = current.next
# 循环结束current指向尾节点
if current.data == item:
if prev:
# 如果删除最后一个节点
prev.next = current.next
else:
# 删除只含有一个头结点的链表的头结点
self.__head = None

# search(item) 查找节点是否存在
def search(self, item):
# 当前节点
if self.is_empty():
# 空链表直接返回False
return False
current = self.__head
while current.next != self.__head:
if current.data == item:
# 找到了
return True
else:
current = current.next
# 判断最后一个元素
if current.data == item:
return True
return False


if __name__ == '__main__':
print('test:')
single_circle_link_list = SingleCircleLinkList()

print('--------判断是否为空-------')
print(single_circle_link_list.is_empty())

print('-----------长度------------')
print(single_circle_link_list.length())

single_circle_link_list.append(2)
single_circle_link_list.append(3)
single_circle_link_list.append(5)
#
print('-----------遍历------------')
single_circle_link_list.travel()
#
single_circle_link_list.add(1)
single_circle_link_list.add(0)
single_circle_link_list.insert(4, 4)
single_circle_link_list.insert(-1, -1)
#
print('-----------遍历------------')
single_circle_link_list.travel()
#
print('-----------查找------------')
print(single_circle_link_list.search(4))
#
print('-----------删除------------')
single_circle_link_list.remove(4)

print('-----------遍历------------')
single_circle_link_list.travel()

print('-----------长度------------')
print(single_circle_link_list.length())
-*- coding: utf-8 -*-from __future__ import print_functionclass SingleNode(object): """节点""" def __init__(self, data): # 标识数据域 self.data = data # 标识链接域 self.next = Noneclass SingleCircleLinkList(object): """单向循环链表""" def __init__(self, node=None): # 私有属性头结点 self.__head = node if node: # 不是构造空的链表 # 头结点的下一个节点指向头结点 node.next = node # is_empty() 链表是否为空 def is_empty(self): return self.__head is None # length() 链表长度 def length(self): if self.is_empty(): # 空链表 return 0 count = 1 # 数目 # 当前节点 current = self.__head # 当前节点的下一个节点不是头结点则继续增加 while current.next != self.__head: count += 1 # 当前节点往后移 current = current.next return count # travel() 遍历整个链表 def travel(self): # 访问的当前节点 if self.is_empty(): return False current = self.__head print('[ ', end='') while current.next != self.__head: print(current.data, end=' ') current = current.next # 打印最后一个元素 print(current.data, end=' ') print(']') # add(item) 链表头部添加元素 def add(self, item): node = SingleNode(item) if self.is_empty(): # 空链表 self.__head = node node.next = node else: # 非空链表添加 current = self.__head # 查找最后一个节点 while current.next != self.__head: current = current.next # 新节点的下一个节点为旧链表的头结点 node.next = self.__head # 新链表的头结点为新节点 self.__head = node # 最后节点的下一个节点指向新节点 current.next = node # append(item) 链表尾部添加元素 def append(self, item): node = SingleNode(item) if self.is_empty(): # 为空节点时 self.__head = node node.next = node else: # 让指针指向最后节点 current = self.__head while current.next != self.__head: current = current.next # 最后节点的下一个为新添加的node current.next = node # 新节点下一个节点指向头结点 node.next = self.__head # insert(index, item) 指定位置(从0开始)添加元素 def insert(self, index, item): if index <= 0: # 在前方插入 self.add(item) elif index > (self.length() - 1): # 在最后添加 self.append(item) else: # 创建新节点 node = SingleNode(item) # 遍历次数 count = 0 # 插入节点位置的上一个节点 prev = self.__head # 查找到插入节点的上一个节点 while count < (index - 1): count += 1 prev = prev.next # 新节点的下一个节点为上一个节点的下一个节点 node.next = prev.next # 上一个节点的下一个节点为新的节点 prev.next = node # remove(item) 删除节点 def remove(self, item): if self.is_empty(): return False current = self.__head prev = None while current.next != self.__head: if current.data == item: # 找到要删除的节点元素 if current == self.__head: # 删除结点,先找尾节点 rear = self.__head while rear.next != self.__head: rear = rear.next # 头结点指向当前节点的下一个节点 self.__head = current.next # 尾节点的下一个节点指向头结点 rear.next = self.__head else: # 中间节点,上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点 prev.next = current.next return # 返回当前节点 else: # 没找到,往后移 prev = current current = current.next # 循环结束current指向尾节点 if current.data == item: if prev: # 如果删除最后一个节点 prev.next = current.next else: # 删除只含有一个头结点的链表的头结点 self.__head = None # search(item) 查找节点是否存在 def search(self, item): # 当前节点 if self.is_empty(): # 空链表直接返回False return False current = self.__head while current.next != self.__head: if current.data == item: # 找到了 return True else: current = current.next # 判断最后一个元素 if current.data == item: return True return Falseif __name__ == '__main__': print('test:') single_circle_link_list = SingleCircleLinkList() print('--------判断是否为空-------') print(single_circle_link_list.is_empty()) print('-----------长度------------') print(single_circle_link_list.length()) single_circle_link_list.append(2) single_circle_link_list.append(3) single_circle_link_list.append(5) # print('-----------遍历------------') single_circle_link_list.travel() # single_circle_link_list.add(1) single_circle_link_list.add(0) single_circle_link_list.insert(4, 4) single_circle_link_list.insert(-1, -1) # print('-----------遍历------------') single_circle_link_list.travel() # print('-----------查找------------') print(single_circle_link_list.search(4)) # print('-----------删除------------') single_circle_link_list.remove(4) print('-----------遍历------------') single_circle_link_list.travel() print('-----------长度------------') print(single_circle_link_list.length())复制代码

双向链表

# -*- coding: utf-8 -*-

from __future__ import print_function


class DoubleNode(object):
"""节点"""

def __init__(self, data):
# 标识数据域
self.data = data
# 标识前一个链接域
self.prev = None
# 标识后一个链接域
self.next = None


class DoubleLinkList(object):
"""双链表"""

def __init__(self, node=None):
# 私有属性头结点
self.__head = node

# is_empty() 链表是否为空
def is_empty(self):
return self.__head is None

# length() 链表长度
def length(self):
count = 0 # 数目
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
count += 1
# 当前节点往后移
current = current.next
return count

# travel() 遍历整个链表
def travel(self):
# 访问的当前节点
current = self.__head
print('[ ', end='')
while current is not None:
print(current.data, end=' ')
current = current.next
print(']')

# add(item) 链表头部添加元素
def add(self, item):
node = DoubleNode(item)
# 新节点的下一个节点为旧链表的头结点
node.next = self.__head
# 新链表的头结点为新节点
self.__head = node
# 下一个节点的上一个节点指向新增的节点
node.next.prev = node

# append(item) 链表尾部添加元素
def append(self, item):
node = DoubleNode(item)
if self.is_empty():
# 为空节点时
self.__head = node
else:
# 让指针指向最后节点
current = self.__head
while current.next is not None:
current = current.next
# 最后节点的下一个为新添加的node
current.next = node
# 新添加的结点上一个节点为当前节点
node.prev = current

# search(item) 查找节点是否存在
def search(self, item):
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到了
return True
else:
current = current.next
return False

# insert(index, item) 指定位置(从0开始)添加元素
def insert(self, index, item):
if index <= 0:
# 在前方插入
self.add(item)
elif index > (self.length() - 1):
# 在最后添加
self.append(item)
else:
# 创建新节点
node = DoubleNode(item)
current = self.__head
# 遍历次数
count = 0
# 查找到插入节点的上一个节点
while count < index:
count += 1
current = current.next
# 新节点的下一个节点指向当前节点
node.next = current
# 新节点的上一个节点指向当前节点的上一个节点
node.prev = current.prev
# 当前节点的上一个节点的下一个节点指向新节点
current.prev.next = node
# 当前节点的上一个节点指向新节点
current.prev = node

# remove(item) 删除节点
def remove(self, item):
current = self.__head
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到要删除的节点元素
if current == self.__head:
# 头结点
self.__head = current.next
if current.next:
# 如果不是只剩下一个节点
current.next.prev = None
else:
# 当前节点的上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点
current.prev.next = current.next
if current.next:
# 如果不是删除最后一个元素,当前节点的下一个节点的上一个节点指向当前节点的上一个节点
current.next.prev = current.prev
return # 返回当前节点
else:
# 没找到,往后移
current = current.next


if __name__ == '__main__':
print('test:')
double_link_list = DoubleLinkList()

print('--------判断是否为空-------')
print(double_link_list.is_empty())

print('-----------长度------------')
print(double_link_list.length())

double_link_list.append(2)
double_link_list.append(3)
double_link_list.append(5)

print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()

double_link_list.add(1)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
double_link_list.add(0)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
double_link_list.insert(4, 4)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
double_link_list.insert(-1, -1)

print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()

print('-----------查找------------')
print(double_link_list.search(4))

print('-----------删除------------')
double_link_list.remove(5)
double_link_list.remove(-1)

print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()

print('-----------长度------------')
print(double_link_list.length())
-*- coding: utf-8 -*-from __future__ import print_functionclass DoubleNode(object): """节点""" def __init__(self, data): # 标识数据域 self.data = data # 标识前一个链接域 self.prev = None # 标识后一个链接域 self.next = Noneclass DoubleLinkList(object): """双链表""" def __init__(self, node=None): # 私有属性头结点 self.__head = node # is_empty() 链表是否为空 def is_empty(self): return self.__head is None # length() 链表长度 def length(self): count = 0 # 数目 # 当前节点 current = self.__head while current is not None: count += 1 # 当前节点往后移 current = current.next return count # travel() 遍历整个链表 def travel(self): # 访问的当前节点 current = self.__head print('[ ', end='') while current is not None: print(current.data, end=' ') current = current.next print(']') # add(item) 链表头部添加元素 def add(self, item): node = DoubleNode(item) # 新节点的下一个节点为旧链表的头结点 node.next = self.__head # 新链表的头结点为新节点 self.__head = node # 下一个节点的上一个节点指向新增的节点 node.next.prev = node # append(item) 链表尾部添加元素 def append(self, item): node = DoubleNode(item) if self.is_empty(): # 为空节点时 self.__head = node else: # 让指针指向最后节点 current = self.__head while current.next is not None: current = current.next # 最后节点的下一个为新添加的node current.next = node # 新添加的结点上一个节点为当前节点 node.prev = current # search(item) 查找节点是否存在 def search(self, item): # 当前节点 current = self.__head while current is not None: if current.data == item: # 找到了 return True else: current = current.next return False # insert(index, item) 指定位置(从0开始)添加元素 def insert(self, index, item): if index <= 0: # 在前方插入 self.add(item) elif index > (self.length() - 1): # 在最后添加 self.append(item) else: # 创建新节点 node = DoubleNode(item) current = self.__head # 遍历次数 count = 0 # 查找到插入节点的上一个节点 while count < index: count += 1 current = current.next # 新节点的下一个节点指向当前节点 node.next = current # 新节点的上一个节点指向当前节点的上一个节点 node.prev = current.prev # 当前节点的上一个节点的下一个节点指向新节点 current.prev.next = node # 当前节点的上一个节点指向新节点 current.prev = node # remove(item) 删除节点 def remove(self, item): current = self.__head while current is not None: if current.data == item: # 找到要删除的节点元素 if current == self.__head: # 头结点 self.__head = current.next if current.next: # 如果不是只剩下一个节点 current.next.prev = None else: # 当前节点的上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点 current.prev.next = current.next if current.next: # 如果不是删除最后一个元素,当前节点的下一个节点的上一个节点指向当前节点的上一个节点 current.next.prev = current.prev return # 返回当前节点 else: # 没找到,往后移 current = current.nextif __name__ == '__main__': print('test:') double_link_list = DoubleLinkList() print('--------判断是否为空-------') print(double_link_list.is_empty()) print('-----------长度------------') print(double_link_list.length()) double_link_list.append(2) double_link_list.append(3) double_link_list.append(5) print('-----------遍历------------') double_link_list.travel() double_link_list.add(1) print('-----------遍历------------') double_link_list.travel() double_link_list.add(0) print('-----------遍历------------') double_link_list.travel() double_link_list.insert(4, 4) print('-----------遍历------------') double_link_list.travel() double_link_list.insert(-1, -1) print('-----------遍历------------') double_link_list.travel() print('-----------查找------------') print(double_link_list.search(4)) print('-----------删除------------') double_link_list.remove(5) double_link_list.remove(-1) print('-----------遍历------------') double_link_list.travel() print('-----------长度------------') print(double_link_list.length())复制代码

需要代码的可以直接在这里下载:​​代码传送门​