python中的鏈表

　　python中的鏈表（linked list）是一組數據項的集合，其中每個數據項都是一個節點的一部分，每個節點還包含指向下一個節點的鏈接。鏈表的數據結構如下圖所示

在鏈表中刪除操作可以通過修改指針來實現,如下圖所示:

插入則是調整,插入點的前后兩個指針的指向關系,如下圖所示:

　　在python中每個變量都是指針,例如:

用內置數據結構(list, dict, tuple等）的嵌套/組合，它們隱式地包含了指向/嵌套關系，如graph[u][v]={w0,w1..}類的成員變量、嵌套類可能包含了指向/嵌套關系；

引用表示指向關系，只不過引用不能像指針一樣運算，比如 p + 1 指向下一個元素，所以可能限制頗多.因此,要實現鏈表的操作,不能和c一樣直接對指針進行操作.

 

1. 單向鏈表的實現
1.1 Node實現

　　每個Node分為兩部分。一部分含有鏈表的元素，可以稱為數據域；另一部分為一指針，指向下一個Node。

class Node():
    __slots__=['_item','_next']    #限定Node實例的屬性
    def __init__(self,item):
        self._item=item
        self._next=None     #Node的指針部分默認指向None
    def getItem(self):
        return self._item
    def getNext(self):
        return self._next
    def setItem(self,newitem):
        self._item=newitem
    def setNext(self,newnext):
        self._next=newnext

1.2 SinglelinkedList的實現

class SingleLinkedList():  
    def __init__(self):
        self._head=None    #初始化鏈表為空表
        self._size=0

1.3 檢測鏈表是否為空

def isEmpty(self):
    return self._head==None 

1.4 add在鏈表前端添加元素

def add(self,item):
    temp=Node(item)
    temp.setNext(self._head)
    self._head=temp

1.5 append在鏈表尾部添加元素

def append(self,item):
    temp=Node(item)
    if self.isEmpty():
        self._head=temp   #若為空表，將添加的元素設為第一個元素
    else:
        current=self._head
        while current.getNext()!=None:
            current=current.getNext()   #遍歷鏈表
        current.setNext(temp)   #此時current為鏈表最后的元素

1.6 search檢索元素是否在鏈表中

def search(self,item):
    current=self._head
    founditem=False
    while current!=None and not founditem:
        if current.getItem()==item:
            founditem=True
        else:
            current=current.getNext()
    return founditem

1.7 index索引元素在鏈表中的位置

def index(self,item):
    current=self._head
    count=0
    found=None
    while current!=None and not found:
        count+=1
        if current.getItem()==item:
            found=True
        else:
            current=current.getNext()
    if found:
        return count
    else:
        raise ValueError,'%s is not in linkedlist'%item

1.8 remove刪除鏈表中的某項元素

def remove(self,item):
    current=self._head
    pre=None
    while current!=None:
        if current.getItem()==item:
            if not pre:
                self._head=current.getNext()
            else:
                pre.setNext(current.getNext())
            break
        else:
            pre=current
            current=current.getNext()

1.9 insert鏈表中插入元素

def insert(self,pos,item):
   if pos<=1:
       self.add(item)
   elif pos>self.size():
       self.append(item)
   else:
       temp=Node(item)
       count=1
       pre=None
       current=self._head
       while count<pos:
           count+=1
           pre=current
           current=current.getNext()
       pre.setNext(temp)
       temp.setNext(current)