python链表的基础概念和基础用法详解

本文为大家分享了python链表的基础概念和基础用法，供大家参考，具体内容如下

一、什么是链表

链表是由多个不同的节点组成，每个节点通过指针区域关联到一起
链表的头指针，指向了头节点，通过头指针可以找到其他节点信息

二、什么是节点

链表由节点组成，每个节点又包含两个部分，一个是元素区域，一个是指针区域。
元素区域存储的是，当前节点的数值，指针区域指向下一个节点的对象。在C语言中，指针应该是指向下一个元素的的内存地址，因python中不研究指针，这里用下一个节点的对象代替。这样我们就能通过指针区域，找到下一个节点的信息，从而得到下一个节点的值了。

三、为什么引入链表的概念

1.先说说数组这种数据结构吧，数组是一块大的连续内存空间。每次初始化需要开辟一大块内存空间，空间利用率比较低。而链表则不同，链表的节点可以随机分布在任何位置，只需通过指针穿引起来即可。
2.在连续的内存空间中，插入一个元素时，所有其他元素的位置也变动了。插入元素、删除元素时候，效率比较低。
链表是非连续的内存空间，每个节点单独存在自己的内存空间，通过指针指向下一个节点。
如果在某个地方插入一个节点，只需要改变指针的指向即可，不用其他元素都变动。

四、链表的基本操作

# 实现头部插入 尾部插入 根据索引插入 删除节点并print 打印
# 定义一个节点
class Node:
? ? def __init__(self, data):
? ? ? ? self.data = data
? ? ? ? self.next = None


class SingleLinkList:

? ? def __init__(self):
? ? ? ? self.head = None
? ? ? ? self.tail = None

? ? def is_empty(self):
? ? ? ? """链表是否为空
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? return self.head is None

? ? def length(self):
? ? ? ? """求当前链表的长度
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? count = 0
? ? ? ? cur = self.head

? ? ? ? while cur is not None:
? ? ? ? ? ? count += 1
? ? ? ? ? ? cur = cur.next

? ? ? ? return count

? ? def insert_head_node(self, data):
? ? ? ? """链表头部添加元素
? ? ? ? :param data: 要保存的数据
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? node = Node(data)
? ? ? ? node.next = self.head
? ? ? ? self.head = node

? ? def append_node(self, data):
? ? ? ? """链表尾部添加元素,有多种实现方式
? ? ? ? :param data:
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? # 第一种方式 ?时间复杂度为O(n)的处理方式
? ? ? ? node = Node(data)
? ? ? ? # 如果链表为空,需要特殊处理
? ? ? ? if self.is_empty():
? ? ? ? ? ? self.head = node
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? cur = self.head
? ? ? ? ? ? while cur.next is not None:
? ? ? ? ? ? ? ? cur = cur.next
? ? ? ? ? ? # 退出循环时, cur指向尾节点
? ? ? ? ? ? cur.next = node

? ? ? ? # 第二种 引入一个tail指针 默认当前链表为一个空链表,不停的去append节点

? ? ? ? # node = Node(data)
? ? ? ? # if self.is_empty(): ?# 当第一次添加节点到空链表中的时候，头指针和尾指针同时指向新节点
? ? ? ? # ? ? self.head = node
? ? ? ? # ? ? self.tail = node

? ? ? ? # else:
? ? ? ? # 当再次添加节点到链表中的时候, 头指针始终指向头节点，尾指针始终执行未节点，如果一直向未节点追加节点，只需移动tail指针即可
? ? ? ? # ? ? self.tail.next = node
? ? ? ? # ? ? self.tail = node

? ? def insert_node(self, pos, data):
? ? ? ? """指定位置添加元素
? ? ? ? :param pos:
? ? ? ? :param data:
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? # 1, 在头部添加
? ? ? ? if pos <= 0:
? ? ? ? ? ? self.insert_head_node(data)
? ? ? ? # 2, 在尾部添加
? ? ? ? elif self.length() >= pos:
? ? ? ? ? ? self.append_node(data)
? ? ? ? # 3, 指定位置添加
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? count = 0
? ? ? ? ? ? while count < (pos - 2):
? ? ? ? ? ? ? ? count += 1
? ? ? ? ? ? ? ? self.head = self.head.next

? ? ? ? ? ? # 这时候self.head 表示当前插入前一个节点
? ? ? ? ? ? # self.head.next 表示当前插入的后一个节点
? ? ? ? ? ? node = Node(data)
? ? ? ? ? ? self.head.next = node
? ? ? ? ? ? node.next = self.head.next

? ? def delete_node(self, data):
? ? ? ? """删除节点
? ? ? ? :param data:
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? cur = self.head ? ? # 记录当前节点的位置
? ? ? ? pre = None ? ? ? ? ?# 记录当前节点位置的前置节点
? ? ? ? while cur is not None:
? ? ? ? ? ? # 找到了要删除的元素
? ? ? ? ? ? if cur.data == data:
? ? ? ? ? ? ? ? # 在头部找到了要删除的元素
? ? ? ? ? ? ? ? if cur == self.head:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? self.head = cur.next
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return True
? ? ? ? ? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pre.next = cur.next
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return True
? ? ? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? ? ? # 不是要找的元素, 移动光标
? ? ? ? ? ? ? ? pre = cur
? ? ? ? ? ? ? ? cur = cur.next

? ? def search_node(self, data):
? ? ? ? """查找节点是否存在
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? cur = self.head
? ? ? ? while cur is not None:
? ? ? ? ? ? if cur.data == data:
? ? ? ? ? ? ? ? return True
? ? ? ? ? ? cur = cur.next
? ? ? ? return False

? ? def reveres_node(self):
? ? ? ? """链表反转
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? if self.is_empty():
? ? ? ? ? ? return
? ? ? ? j = 0
? ? ? ? while j < self.length() - 1:
? ? ? ? ? ? cur = self.head
? ? ? ? ? ? for i in range(self.length() - 1):
? ? ? ? ? ? ? ? cur = cur.next
? ? ? ? ? ? ? ? if cur.next is None:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x = cur.data
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? self.delete_node(cur.data)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? self.insert_node(j, x)
? ? ? ? ? ? j += 1
? ? ? ? return self.head

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。

查看更多关于python链表的基础概念和基础用法详解的详细内容...