最近身邊的朋友在研究用python來實現數據結構。遇到一個問題就是雙向循環鏈表的實現，改指向的時候總是發蒙。
我自己嘗實現了一個python的雙向循環鏈表。附上代碼，希望對大家有幫助。
如果不懂什么是雙向循環鏈表的伙伴，需要補習一下數據結構的基礎之后哦~~~
在python當中 用一個類Node 來實現鏈表的節點，節點數據有三個變量：
prev：前驅指針： 用於指向當前節點前一個節點
next: 后繼指針 用於指向當前節點后一個節點
item： 值， 用於存儲該節點要存的數值
當前節點的前一個節點我們叫他前驅，后一個節點我們叫他后繼。
在鏈表類當中，我們有一個變量head是鏈表的頭指針
我們拿着鏈表的頭head，就可以對他進行一些列操作：（ 由於是雙向循環鏈表，修改指針特別容易出錯，我盡量說的細致，方便大家參考）
判斷空： is_empty()
如果頭指針head沒有指向則鏈表是空的 否則不是空的
在頭部添加元素: add(item)
1 新建一個節點 里面的值是item。
2 放入頭部：
2.1 如果鏈表是空的，node的next和prev都指向自己，然后head再指向node
在尾部添加元素: append(item)
1 創建一個新節點node 里面的值是item
2 放入尾部：
2.1 如果鏈表空，則執行頭部添加add就可以
2.2 鏈表非空：
2.2.1 node的next指向head
2.2.2 node的prev指向head的prev
2.2.3 head的prev元素的next指向node
2.2.4 head的prev指向改為node
2.2.5 head指向node 更換了頭部
指定位置添加元素： insert( pos , item )
1 新建一個節點node 里面的值是item
2 找到合適的位置插進去：
2.1 如果pos <= 0 還小，那就執行頭插方法 add()
2.2 如果pos >= 鏈表長度, 那就執行尾部插入 append()
2.3 如果pos位置在鏈表的中間：
2.3.1 定義一個臨時變量temp 按照傳入的pos找到要插入的位置的前一個元素
2.3.2 node的prev設為temp,node的next設為temp的next
2.3.3 temp的next指向的節點的prev改為node
2.3.4 temp的next改為node
得到鏈表長度： length()
1 我們設置一個臨時變量temp初始設為head ， 設置一個計數器count 初始為 0
2 令count自增1 然后temp改指向自己的下一個元素 一直到temp遇到None 為止，temp到了鏈表的最后一個元素
通過這樣的方式，統計出一共有多少個節點返回
遍歷鏈表數據： travelji()
1 設置一個臨時變量temp初始化設為head
2 temp 每次輸出自己指向元素的值，然后在指向自己的下一個元素，一直temp為None 說明到了列表的尾部
刪除鏈表元素： remove( item )
1 開啟temp臨時變量 初始化為head ，
2 temp不斷指向自己的下一個元素，每次指向一個元素都檢查當前值是不是item，如果找到item則刪除它返回True，如果沒找到就到尾部了就返回False
2.1 刪除過程：
2.1.1 temp的前一個元素的next改為temp的后一個元素
2.1.2 temp的后一個元素的prev改為前一個元素
查詢是否有元素：search()
設置一個臨時變量temp從head開始，不斷指向自己下一個，每次都檢查一下自己的值如果和item相同返回True結束
如果temp變成None 則到尾部了都沒找到 返回False
上代碼！
1 #鏈表的節點
2 class Node(object): 3 def __init__(self , item ): 4 self.item = item #節點數值
5 self.prev = None #用於指向前一個元素
6 self.next = None #用於指向后一個元素
7 #雙向循環鏈表
8 class DoubleCircleLinkList(object): 9 def __init__(self): 10 self.__head = None #初始化的時候頭節點設為空、
11 #判斷鏈表是否為空，head為None 的話則鏈表是空的
12 def is_empty(self): 13 return self.__head is None 14 #頭部添加元素的方法
15 def add(self,item): 16 node = Node(item) #新建一個節點node 里面的值是item
17 # 如果鏈表是空的，則node的next和prev都指向自己(因為是雙向循環)，head指向node
18 if self.is_empty(): 19 self.__head = node 20 node.next = node 21 node.prev = node 22 # 否則鏈表不空
23 else: 24 node.next = self.__head #node的next設為現在的head
25 node.prev = self.__head.prev #node的prev 設為現在head的prev
26 self.__head.prev.next = node #現在head的前一個元素的next設為node
27 self.__head.prev = node #現在head的前驅 改為node
28 self.__head = node #更改頭部指針
29 #尾部添加元素方法
30 def append(self , item): 31 #如果當前鏈表是空的 那就調用頭部插入方法
32 if self.is_empty(): 33 self.add(item) 34 #否則鏈表不為空
35 else : 36 node = Node(item) #新建一個節點node
37 #因為是雙向循環鏈表，所以head的prev其實就是鏈表的尾部
38 node.next = self.__head #node的下一個設為頭
39 node.prev = self.__head.prev #node的前驅設為現在頭部的前驅
40 self.__head.prev.next = node #頭部前驅的后繼設為node
41 self.__head.prev = node #頭部自己的前驅改為node
42 #獲得鏈表長度 節點個數
43 def length(self): 44 #如果鏈表是空的 就返回0
45 if self.is_empty(): 46 return 0 47 #如果不是空的
48 else: 49 cur = self.__head #臨時變量cur表示當前位置 初始化設為頭head
50 count = 1 #設一個計數器count，cur每指向一個節點，count就自增1 目前cur指向頭，所以count初始化為1
51 #如果cur.next不是head，說明cur目前不是最后一個元素，那么count就1，再讓cur后移一位
52 while cur.next is not self.__head: 53 count += 1
54 cur = cur.next 55 #跳出循環說明所有元素都被累加了一次 返回count就是一共有多少個元素
56 return count 57 #遍歷鏈表的功能
58 def travel(self): 59 #如果當前自己是空的，那就不遍歷
60 if self.is_empty(): 61 return
62 #鏈表不空
63 else : 64 cur = self.__head #臨時變量cur表示當前位置，初始化為鏈表的頭部
65 #只要cur的后繼不是頭說明cur不是最后一個節點，我們就輸出當前值，並讓cur后移一個節點
66 while cur.next is not self.__head: 67 print( cur.item,end=" " ) 68 cur = cur.next 69 #當cur的后繼是head的時候跳出循環了，最后一個節點還沒有打印值 在這里打印出來
70 print( cur.item ) 71
72 #置頂位置插入節點
73 def insert(self, pos , item ): 74 #如果位置<=0 則調用頭部插入方法
75 if pos <= 0: 76 self.add(item) 77 #如果位置是最后一個或者更大 就調用尾部插入方法
78 elif pos > self.length() - 1 : 79 self.append(item) 80 #否則插入位置就是鏈表中間
81 else : 82 index = 0 #設置計數器，用於標記我們后移了多少步
83 cur = self.__head #cur標記當前所在位置
84 #讓index每次自增1 ，cur后移，當index=pos-1的時候說明cur在要插入位置的前一個元素，這時候停下
85 while index < pos - 1 : 86 index += 1
87 cur = cur.next 88 #跳出循環，cur在要插入位置的前一個元素，將node插入到cur的后面
89 node = Node(item) #新建一個節點
90 node.next = cur.next #node的后繼設為cur的后繼
91 node.prev = cur #node的前驅設為cur
92 cur.next.prev = node #cur后繼的前驅改為node
93 cur.next = node #cur后繼改為node
94 #刪除節點操作
95 def remove(self,item): 96 #如果鏈表為空 直接不操作
97 if self.is_empty(): 98 return
99 #鏈表不為空
100 else: 101 cur = self.__head #臨時變量標記位置，從頭開始
102 #如果頭結點就是 要刪除的元素
103 if cur.item == item: 104 #如果只有一個節點 鏈表就空了 head設為None
105 if self.length() == 1: 106 self.__head = None 107 #如果多個元素
108 else: 109 self.__head = cur.next #頭指針指向cur的下一個
110 cur.next.prev= cur.prev #cur后繼的前驅改為cur的前驅
111 cur.prev.next = cur.next #cur前驅的后繼改為cur的后繼
112 #否則 頭節點不是要刪除的節點 我們要向下遍歷
113 else: 114 cur = cur.next #把cur后移一個節點
115 #循環讓cur后移一直到鏈表尾元素位置，期間如果找得到就刪除節點，找不到就跳出循環，
116 while cur is not self.__head: 117 #找到了元素cur就是要刪除的
118 if cur.item == item: 119 cur.prev.next = cur.next #cur的前驅的后繼改為cur的后繼
120 cur.next.prev = cur.prev #cur的后繼的前驅改為cur的前驅
121 cur = cur.next 122 #搜索節點是否存在
123 def search(self , item): 124 #如果鏈表是空的一定不存在
125 if self.is_empty(): 126 return False 127 #否則鏈表不空
128 else: 129 cur = self.__head #設置臨時cur從頭開始
130 # cur不斷后移，一直到尾節點為止
131 while cur.next is not self.__head: 132 #如果期間找到了就返回一個True 結束運行
133 if cur.item == item: 134 return True 135 cur = cur.next 136 # 從循環跳出來cur就指向了尾元素 看一下為元素是不是要找的 是就返回True
137 if cur.item ==item: 138 return True 139 #所有元素都不是 就返回False 沒找到
140 return False 141
142
143 if __name__ == "__main__": 144 dlcl = DoubleCircleLinkList() 145 print(dlcl.search(7)) 146 dlcl.travel() 147 dlcl.remove(1) 148 print(dlcl.length()) 149 print(dlcl.is_empty()) 150 dlcl.append(55) 151 print(dlcl.search(55)) 152 dlcl.travel() 153 dlcl.remove(55) 154 dlcl.travel() 155 print(dlcl.length()) 156 dlcl.add(3) 157 print(dlcl.is_empty()) 158 dlcl.travel() 159 dlcl.add(4) 160 dlcl.add(5) 161 dlcl.append(6) 162 dlcl.insert(-10,1) 163 dlcl.travel() 164 print(dlcl.length()) 165 dlcl.remove(6) 166 dlcl.travel() 167
168 print(dlcl.search(7) ) 169 dlcl.append(55) 170 dlcl.travel()
各種數據結構主要是思想，不同的人實現方式都不一定一樣，同一個人多次實現也不一定一樣。所以以上代碼僅供參考~
如果有更簡潔的方式，歡迎大家批評指正哦~