单链表的实现

1. 关于单链表
   

   single-link-list.jpg
2. 代码实现

class Node(object):
    """节点"""
    def __init__(self, elem):
        self.elem = elem
        self.next = None

class SingleLinkList(object):
    """单链表"""
    def __init__(self, node = None):
        self.__head = node

    def is_empty(self):
        """链表是否为空"""
        return self.__head == None

    def length(self):
        """链表长度"""
        # cur游标，用来移动遍历节点
        cur = self.__head
        # count记录数值
        count = 0
        while cur != None:
            count += 1
            cur = cur.next
        return count

    def travel(self):
        """遍历整个链表"""
        cur = self.__head
        while cur != None:
            print(cur.elem, end = " ")
            cur = cur.next
        print("")


    def add(self, item):
        """链表头部添加元素，头插法"""
        #此处必须先将head之后的元素和要插入元素的节点连接，然后再把插入元素连接到head上
        #head先与要插入元素连接的话，那么head原来后面的元素就会找不到head的存在，那么后续节点都会丢失
        #此处是重点
        node = Node(item)
        node.next = self.__head #此处就是先将head之后的节点指向要插入元素的next
        self.__head = node      #然后再将插入元素指向head


    def append(self, item):
        """链表尾部添加元素，尾插法"""
        node = Node(item)
        if self.is_empty():
            self.__head = node
        else:
            cur = self.__head
            while cur.next != None:
                cur = cur.next
            cur.next = node

    def insert(self, pos, item):
        """指定位置添加元素"""
        #pos是从零开始
        #insert(2, 100)这句话意思是把100添加到原先的链表的1之后，2之前，原先的2变成3
        #如果说cur指的是当前的游标，那么此处就用pre来表示
        #因为需要找到pos之前的那一个位置
        #跟add的操作一样
        #先将pre.next指向要插入元素的next
        #然后再将要插入数据的节点指向pre.next
        if pos <= 0:
            self.add(item)
        elif pos > (self.length() - 1):
            self.append(item)
        else:
            pre = self.__head
            count = 0
            while count < (pos - 1):
                count += 1
                pre = pre.next
            #当循环结束后，pre指向pos-1的位置
            node = Node(item)
            node.next = pre.next
            pre.next = node


    def remove(self, item):
        """删除节点"""
        cur = self.__head
        pre = None
        while cur != None:
            if cur.elem == item:
                #先判断当前节点是否头节点
                #怎么判断
                if cur == self.__head:
                    self.__head = cur.next
                else:
                    pre.next = cur.next
                break
            else:
                pre = cur
                cur = cur.next
#此处必须先将pre移动到cur的位置
#然后再将cur移到下一个位置
#如果步骤相反的话，先移动cur到下一个位置，再移动pre到cur位置，那么会出现两位置同步

    def search(self, item):
        """查找节点是否存在"""
        cur = self.__head
        while cur != None:
            if cur.elem == item:
                return True
            else:
                cur = cur.next
        return False


if __name__ == "__main__":
    ll = SingleLinkList()
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())

    ll.append(1)
    print(ll.is_empty())
    print(ll.length())

    ll.add(8)
    ll.append(2)
    ll.append(3)
    ll.append(4)
    ll.append(5)
    ll.append(6)
    ll.travel()
    ll.insert(-1, 9)
    ll.travel()
    ll.insert(3, 100)
    ll.travel()
    ll.insert(10, 200)
    ll.travel()
    ll.remove(100)
    ll.travel()
    ll.remove(9)
    ll.travel()
    ll.remove(200)
    ll.travel()

/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/bin/python3.6 /Users/xinqi/PycharmProjects/test/test.py
True
0
False
1
8 1 2 3 4 5 6 
9 8 1 2 3 4 5 6 
9 8 1 100 2 3 4 5 6 
9 8 1 100 2 3 4 5 6 200 
9 8 1 2 3 4 5 6 200 
8 1 2 3 4 5 6 200 
8 1 2 3 4 5 6 

Process finished with exit code 0

3. 链表和顺序表的对比

   
   
   

   对比.jpg