Python 实现数据结构中的单链表，循环单链表，双链表
技术博客：https://github.com/yongxinz/tech-blog
同时，也欢迎关注我的微信公众号 AlwaysBeta，更多精彩内容等你来。
元素域 data 用来存放具体的数据。
链接域 prev 用来存放上一个节点的位置。
链接域 next 用来存放下一个节点的位置。
变量 p 指向链表的头节点（首节点）的位置，从 p 出发能找到表中的任意节点。
单链表
# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import print_function
class SingleNode(object):
"""节点"""
def __init__(self, data):
# 标识数据域
self.data = data
# 标识链接域
self.next = None
class SingleLinkList(object):
"""单链表"""
def __init__(self, node=None):
# 私有属性头结点
self.__head = node
# is_empty() 链表是否为空
def is_empty(self):
return self.__head is None
# length() 链表长度
def length(self):
# 数目
count = 0
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
count += 1
# 当前节点往后移
current = current.next
return count
# travel() 遍历整个链表
def travel(self):
# 访问的当前节点
current = self.__head
print('[', end=' ')
while current is not None:
print(current.data, end=' ')
current = current.next
print(']')
# add(item) 链表头部添加元素
def add(self, item):
node = SingleNode(item)
# 新节点的下一个节点为旧链表的头结点
node.next = self.__head
# 新链表的头结点为新节点
self.__head = node
# append(item) 链表尾部添加元素
def append(self, item):
node = SingleNode(item)
if self.is_empty():
# 为空节点时
self.__head = node
else:
# 让指针指向最后节点
current = self.__head
while current.next is not None:
current = current.next
# 最后节点的下一个为新添加的node
current.next = node
# insert(index, item) 指定位置（从0开始）添加元素
def insert(self, index, item):
if index <= 0:
# 在前方插入
self.add(item)
elif index > (self.length() - 1):
# 在最后添加
self.append(item)
else:
# 创建新节点
node = SingleNode(item)
# 遍历次数
count = 0
# 插入节点位置的上一个节点
prev = self.__head
# 查找到插入节点的上一个节点
while count < (index - 1):
count += 1
prev = prev.next
# 新节点的下一个节点为上一个节点的下一个节点
node.next = prev.next
# 上一个节点的下一个节点为新的节点
prev.next = node
# remove(item) 删除节点
def remove(self, item):
current = self.__head
prev = None
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到要删除的节点元素
if not prev:
# 没有上一个元素，比如删除头结点
self.__head = current.next
else:
# 上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点
prev.next = current.next
return # 返回当前节点
else:
# 没找到，往后移
prev = current
current = current.next
# search(item) 查找节点是否存在
def search(self, item):
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到了
return True
else:
current = current.next
return False
if __name__ == '__main__':
print('test:')
single_link_list = SingleLinkList()
print('--------判断是否为空-------')
print(single_link_list.is_empty())
print('-----------长度------------')
print(single_link_list.length())
single_link_list.append(2)
single_link_list.append(3)
single_link_list.append(5)
print('-----------遍历------------')
single_link_list.travel()
single_link_list.add(1)
single_link_list.add(0)
single_link_list.insert(4, 4)
single_link_list.insert(-1, -1)
print('-----------遍历------------')
single_link_list.travel()
print('-----------查找------------')
print(single_link_list.search(49))
print('-----------删除------------')
single_link_list.remove(-1)
print('-----------遍历------------')
single_link_list.travel()
print('-----------长度------------')
print(single_link_list.length())
单向循环链表
# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import print_function
class SingleNode(object):
"""节点"""
def __init__(self, data):
# 标识数据域
self.data = data
# 标识链接域
self.next = None
class SingleCircleLinkList(object):
"""单向循环链表"""
def __init__(self, node=None):
# 私有属性头结点
self.__head = node
if node:
# 不是构造空的链表
# 头结点的下一个节点指向头结点
node.next = node
# is_empty() 链表是否为空
def is_empty(self):
return self.__head is None
# length() 链表长度
def length(self):
if self.is_empty():
# 空链表
return 0
count = 1 # 数目
# 当前节点
current = self.__head
# 当前节点的下一个节点不是头结点则继续增加
while current.next != self.__head:
count += 1
# 当前节点往后移
current = current.next
return count
# travel() 遍历整个链表
def travel(self):
# 访问的当前节点
if self.is_empty():
return False
current = self.__head
print('[ ', end='')
while current.next != self.__head:
print(current.data, end=' ')
current = current.next
# 打印最后一个元素
print(current.data, end=' ')
print(']')
# add(item) 链表头部添加元素
def add(self, item):
node = SingleNode(item)
if self.is_empty():
# 空链表
self.__head = node
node.next = node
else:
# 非空链表添加
current = self.__head
# 查找最后一个节点
while current.next != self.__head:
current = current.next
# 新节点的下一个节点为旧链表的头结点
node.next = self.__head
# 新链表的头结点为新节点
self.__head = node
# 最后节点的下一个节点指向新节点
current.next = node
# append(item) 链表尾部添加元素
def append(self, item):
node = SingleNode(item)
if self.is_empty():
# 为空节点时
self.__head = node
node.next = node
else:
# 让指针指向最后节点
current = self.__head
while current.next != self.__head:
current = current.next
# 最后节点的下一个为新添加的node
current.next = node
# 新节点下一个节点指向头结点
node.next = self.__head
# insert(index, item) 指定位置（从0开始）添加元素
def insert(self, index, item):
if index <= 0:
# 在前方插入
self.add(item)
elif index > (self.length() - 1):
# 在最后添加
self.append(item)
else:
# 创建新节点
node = SingleNode(item)
# 遍历次数
count = 0
# 插入节点位置的上一个节点
prev = self.__head
# 查找到插入节点的上一个节点
while count < (index - 1):
count += 1
prev = prev.next
# 新节点的下一个节点为上一个节点的下一个节点
node.next = prev.next
# 上一个节点的下一个节点为新的节点
prev.next = node
# remove(item) 删除节点
def remove(self, item):
if self.is_empty():
return False
current = self.__head
prev = None
while current.next != self.__head:
if current.data == item:
# 找到要删除的节点元素
if current == self.__head:
# 删除结点,先找尾节点
rear = self.__head
while rear.next != self.__head:
rear = rear.next
# 头结点指向当前节点的下一个节点
self.__head = current.next
# 尾节点的下一个节点指向头结点
rear.next = self.__head
else:
# 中间节点，上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点
prev.next = current.next
return # 返回当前节点
else:
# 没找到，往后移
prev = current
current = current.next
# 循环结束current指向尾节点
if current.data == item:
if prev:
# 如果删除最后一个节点
prev.next = current.next
else:
# 删除只含有一个头结点的链表的头结点
self.__head = None
# search(item) 查找节点是否存在
def search(self, item):
# 当前节点
if self.is_empty():
# 空链表直接返回False
return False
current = self.__head
while current.next != self.__head:
if current.data == item:
# 找到了
return True
else:
current = current.next
# 判断最后一个元素
if current.data == item:
return True
return False
if __name__ == '__main__':
print('test:')
single_circle_link_list = SingleCircleLinkList()
print('--------判断是否为空-------')
print(single_circle_link_list.is_empty())
print('-----------长度------------')
print(single_circle_link_list.length())
single_circle_link_list.append(2)
single_circle_link_list.append(3)
single_circle_link_list.append(5)
#
print('-----------遍历------------')
single_circle_link_list.travel()
#
single_circle_link_list.add(1)
single_circle_link_list.add(0)
single_circle_link_list.insert(4, 4)
single_circle_link_list.insert(-1, -1)
#
print('-----------遍历------------')
single_circle_link_list.travel()
#
print('-----------查找------------')
print(single_circle_link_list.search(4))
#
print('-----------删除------------')
single_circle_link_list.remove(4)
print('-----------遍历------------')
single_circle_link_list.travel()
print('-----------长度------------')
print(single_circle_link_list.length())
双向链表
# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import print_function
class DoubleNode(object):
"""节点"""
def __init__(self, data):
# 标识数据域
self.data = data
# 标识前一个链接域
self.prev = None
# 标识后一个链接域
self.next = None
class DoubleLinkList(object):
"""双链表"""
def __init__(self, node=None):
# 私有属性头结点
self.__head = node
# is_empty() 链表是否为空
def is_empty(self):
return self.__head is None
# length() 链表长度
def length(self):
count = 0 # 数目
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
count += 1
# 当前节点往后移
current = current.next
return count
# travel() 遍历整个链表
def travel(self):
# 访问的当前节点
current = self.__head
print('[ ', end='')
while current is not None:
print(current.data, end=' ')
current = current.next
print(']')
# add(item) 链表头部添加元素
def add(self, item):
node = DoubleNode(item)
# 新节点的下一个节点为旧链表的头结点
node.next = self.__head
# 新链表的头结点为新节点
self.__head = node
# 下一个节点的上一个节点指向新增的节点
node.next.prev = node
# append(item) 链表尾部添加元素
def append(self, item):
node = DoubleNode(item)
if self.is_empty():
# 为空节点时
self.__head = node
else:
# 让指针指向最后节点
current = self.__head
while current.next is not None:
current = current.next
# 最后节点的下一个为新添加的node
current.next = node
# 新添加的结点上一个节点为当前节点
node.prev = current
# search(item) 查找节点是否存在
def search(self, item):
# 当前节点
current = self.__head
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到了
return True
else:
current = current.next
return False
# insert(index, item) 指定位置（从0开始）添加元素
def insert(self, index, item):
if index <= 0:
# 在前方插入
self.add(item)
elif index > (self.length() - 1):
# 在最后添加
self.append(item)
else:
# 创建新节点
node = DoubleNode(item)
current = self.__head
# 遍历次数
count = 0
# 查找到插入节点的上一个节点
while count < index:
count += 1
current = current.next
# 新节点的下一个节点指向当前节点
node.next = current
# 新节点的上一个节点指向当前节点的上一个节点
node.prev = current.prev
# 当前节点的上一个节点的下一个节点指向新节点
current.prev.next = node
# 当前节点的上一个节点指向新节点
current.prev = node
# remove(item) 删除节点
def remove(self, item):
current = self.__head
while current is not None:
if current.data == item:
# 找到要删除的节点元素
if current == self.__head:
# 头结点
self.__head = current.next
if current.next:
# 如果不是只剩下一个节点
current.next.prev = None
else:
# 当前节点的上一个节点的下一个节点指向当前节点的下一个节点
current.prev.next = current.next
if current.next:
# 如果不是删除最后一个元素，当前节点的下一个节点的上一个节点指向当前节点的上一个节点
current.next.prev = current.prev
return # 返回当前节点
else:
# 没找到，往后移
current = current.next
if __name__ == '__main__':
print('test:')
double_link_list = DoubleLinkList()
print('--------判断是否为空-------')
print(double_link_list.is_empty())
print('-----------长度------------')
print(double_link_list.length())
double_link_list.append(2)
double_link_list.append(3)
double_link_list.append(5)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
double_link_list.add(1)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
double_link_list.add(0)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
double_link_list.insert(4, 4)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
double_link_list.insert(-1, -1)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
print('-----------查找------------')
print(double_link_list.search(4))
print('-----------删除------------')
double_link_list.remove(5)
double_link_list.remove(-1)
print('-----------遍历------------')
double_link_list.travel()
print('-----------长度------------')
print(double_link_list.length())
原文链接：
https://baagee.vip/index/article/id/100.html