114python之家

您现在的位置是:首页 > python > 正文

python

Python双链表原理与实现方法详解

admin2021-01-26python31
【114python之家】这篇文章主要介绍了Python双链表原理与实现方法,结合实例形式详细分析了Python双链表的概念、原理、用法及相关操作注意事项,需要的朋友可以参考下
这篇文章主要介绍了Python双链表原理与实现方法,结合实例形式详细分析了Python双链表的概念、原理、用法及相关操作注意事项,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了Python双链表原理与实现方法。分享给大家供大家参考,具体如下:

Python实现双链表

文章目录

单链表与双链表比较

  • 双链表比单链表多一个前驱指针位置,空间效率不占优势
  • 由于双链表中的节点既可以向前也可以向后,相比单链表在查找方面效率更高(可使用二分法)

双链表的实现

定义链表节点

  • class Node(object):
      def __init__(self, value=None, prev=None, next=None):
        self.value = value	# 节点数据域
        self.prev = prev	# 节点前驱指针
        self.next = next	# 节点后继指针
    

初始化双链表

  • 在双链表类的构造方法中定义头指针以及链表长度属性

  • class doubleLinked(object):
    
      def __init__(self):
        self.head = Node()	# 头指针节点,用于确定链表第一个节点,不计入链表实际长度
        self.length = 0
    

判断链表是否为空

  • 通过实例属性self.length是否为0判断链表是否为空

  • # 判断链表是否为空
      def is_Empty(self):
        return self.length == 0
    

双链表尾部添加元素

  • 根据传入的value值创建node节点对象

  • 判断是否为空,若为空则插入节点的前驱节点为head头指针节点,head头指针指向node

  • 如果链表非空:

    • 通过while循环判断当前节点的后继节点是否为None,找到尾节点
    • 找到尾节点后,将尾节点指向待添加节点,待添加节点前驱节点域指向原伪节点
    • 长度+1
  • # 尾部添加
      def append(self, value):
        node = Node(value)
        if self.length == 0:
          node.prev = self.head
          self.head.next = node
        else:
          curnode = self.head.next
          while curnode.next != None:
            curnode = curnode.next
          curnode.next = node
          node.prev = curnode
        self.length += 1
    

双链表头部添加节点:

  • 调用类方法is_Empty()判断是否为空,若为空则直接调用append()方法

  • 当链表非空时

    • 首先创建待添加节点对象node
    • 设置中间变量存放原头指针指向的节点
    • 将头指针重新指向待添加节点
    • 新添加节点后驱指针域指向中间变量(即原第一个节点)
    • 中间变量前驱指针域指向新添加节点
    • 链表长度+1
  • # 头部添加
      def add(self, value):
        if self.is_Empty():
          self.append(value)
        node = Node(value)
        curnode = self.head.next
        self.head.next = node
        node.next = curnode
        curnode.prev = node
        self.length += 1
    

双链表表头删除

  • 老样子,依旧要先判断原链表是否为空,为空的时候返回False

  • 链表不为空时:

    • 将头指针指向的节点存放到中间变量curnode
    • 将头指针指向的节点指向头指针(也就是第一个节点现在变成了头指针)
    • 新头指针指向中间变量的后驱节点
    • 链表长度-1
  • # 删除表头节点
      def remove(self):
        if self.is_Empty():
          return False
        curnode = self.head.next
        self.head = self.head.next
        self.head.next = curnode.next
        self.length -= 1
    

双链表按位置插入

  • 接收两个位置参数,postion和value

  • 创建待插入节点对象

  • 变量curnode存放当前节点,变量i初始值为2(位置参数<2时,默认插入到第二个位置,>2时,通过while循环找到指定位置节点再进行插入)

  • 找到指定位置后,待插入节点的后驱指针指向当前节点curnode的后继节点,待插入节点的前驱节点为当前节点。

  • 当前节点的原后驱节点的前驱指针域指向待插入节点,当前节点curnode的后驱节点变更为插入节点

  • 链表长度+1

  • # 插入到指定位置
      def insert(self, postion, value):
        node = Node(value)
        curnode = self.head.next
        i = 2
        while i < postion:
          i += 1
          curnode = curnode.next
        node.next = curnode.next
        node.prev = curnode
        curnode.next.prev = node
        curnode.next = node
        self.length += 1
    

双链表删除指定节点

  • 依旧需要判断是否为空,为空时返回False

  • 链表不为空时:

    • 设置中间变量curnode存放当前节点
    • while循环找到相匹配的值的节点
    • 找到相应节点后,应删除节点的前驱节点的后继节点更改为应删除节点的后继节点;应删除节点的后继节点的前驱更改为应删除节点的前驱;
    • 应删除节点后继指针指向自己
    • 链表长度-1
  • # 删除指定节点
      def delete(self, value):
        if self.is_Empty():
          return False
        curnode = self.head.next
        while curnode.value != value:
          curnode = curnode.next
        curnode.prev.next = curnode.next
        curnode.next.prev = curnode.prev
        curnode.next = curnode
        self.length -= 1
    

完整代码

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


class doubleLinked(object):

  def __init__(self):
    self.head = Node()
    self.length = 0

  def __iter__(self):
    for node in self.iter_node():
      yield node.value

  # 对链表进行可迭代操作
  def iter_node(self):
    curnode = self.head.next
    while curnode.next != None:
      yield curnode
      curnode = curnode.next
    if curnode.next == None:
      yield curnode

  # 判断链表是否为空
  def is_Empty(self):
    return self.length == 0

  # 尾部添加
  def append(self, value):
    node = Node(value)
    if self.length == 0:
      node.prev = self.head
      self.head.next = node
    else:
      curnode = self.head.next
      while curnode.next != None:
        curnode = curnode.next
      curnode.next = node
      node.prev = curnode
    self.length += 1

  # 头部添加
  def add(self, value):
    if self.is_Empty():
      self.append(value)
    node = Node(value)
    curnode = self.head.next
    self.head.next = node
    node.next = curnode
    curnode.prev = node
    self.length += 1

  # 插入到指定位置
  def insert(self, postion, value):
    node = Node(value)
    curnode = self.head.next
    i = 2
    while i < postion:
      i += 1
      curnode = curnode.next
    node.next = curnode.next
    node.prev = curnode
    curnode.next.prev = node
    curnode.next = node
    self.length += 1
  # 删除表头节点
  def remove(self):
    if self.is_Empty():
      return False
    curnode = self.head.next
    self.head = self.head.next
    self.head.next = curnode.next
    self.length -= 1

  # 删除指定节点
  def delete(self, value):
    if self.is_Empty():
      return False
    curnode = self.head.next
    while curnode.value != value:
      curnode = curnode.next
    curnode.prev.next = curnode.next
    curnode.next.prev = curnode.prev
    curnode.next = curnode
    self.length -= 1

# 测试
linkedlist = doubleLinked()
print(linkedlist.is_Empty())
linkedlist.append(1)
linkedlist.append(3)
linkedlist.append(5)
linkedlist.add(4)
linkedlist.add(2)
linkedlist.insert(3,10)
linkedlist.remove()
linkedlist.delete(3)
# 遍历打印
i = 1
for node in linkedlist:
  print("第%d个链表节点的值: %d"%(i, node))
  i += 1

运行结果:

True
第1个链表节点的值: 4
第2个链表节点的值: 10
第3个链表节点的值: 1
第4个链表节点的值: 5

更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《Python数据结构与算法教程》、《Python加密解密算法与技巧总结》、《Python编码操作技巧总结》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》及《Python入门与进阶经典教程

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

发表评论

评论列表

  • 这篇文章还没有收到评论,赶紧来抢沙发吧~