Python双链表原理与实现方法详解
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
- Python实现双链表
- 单链表与双链表比较
- 双链表的实现
- 定义链表节点
- 初始化双链表
- 判断链表是否为空
- 双链表尾部添加元素
- 双链表头部添加节点:
- 双链表表头删除
- 双链表按位置插入
- 双链表删除指定节点
- 完整代码
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。
赞 (0)