《数据结构与算法（Python语言描述）》第三章LList1链表实现

这里主要记录我的实现过程中的思考和遇到的错误

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书上介绍了设计LList1链表时，需要怎么去考虑，首先可以先画出要实现的大致功能和思路：

然后根据书里的模式，建立了ADT模型：

ADT LList1(LList)
    LList1(self)                  # 初始化结点指针
    prepend(self, elem)           # 根据elem创建新结点，并插入到首端
    append(self, elem)            # 根据elem创建新结点，并插入到尾端
    inster_add(self, elem, i)     # 根据elem创建新结点，并插入到下标i所指示的位置
    pop(self)                     # 删除首端结点，并返回结点值
    pop_last(self)                # 删除尾端结点，并返回结点值
    inster_pop(self, i)           # 删除下标i所指定的结点，并返回结点值

根据书上说的，我们需要考虑每个变化操作在首端时候如何运行、尾端时如何运行、还有一般情况时如何运行。

书上要求给出返回表长度的方法，可以用一个计数器_len来实现，每增加一个结点就+1，删除一个结点就-1。
然后就要考虑这个计数器放置在哪里，我们想要的是每个LList1都有自己的结点计数器，互相之间不干扰，那么我们就将它设置为实例变量，并在初始化函数__init__(self)中将其置零self._len = 0，我将它设置到LList类，这样每一个从LList派生的类都可以使用这个计数器.

对于inster_add方法：

#将新创建的节点插入到指定的 i 处
#   1、空表插入或者下标为首节点时，调用prepend方法
#   2、i > 表长时，将节点尾端插入，调用append方法
#   3、i 在表长范围之内时，循环找到下标为 i-1
#   的节点，改变其next，使之链接更新为新节点，新节点next指向
def inster_add(self, elem, i):
    if self._head is None or i == 0:
        return self.prepend(elem)

    if i >= self._len: #    i 超出下标范围；
        return self.append(elem)

    else:
        n = 0
        p = self._head
        while n < (i - 1): # 取下标为i结点的前一个结点
            p = p.next
            n += 1
        p.next = LNode(elem, p.next)
        self._linkedlistlen(1)

当添加的是首端元素时，我们直接调用prepend方法，好处在于不用重复的写一样的代码，而且当我们改变首端元素的表现形式时，直接修改prepend方法就可以了，方便维护；尾端元素也是同理。
请注意一下上面的return self.prepend(elem)和return self.append(elem)，最开始我写的是self.prepend(elem)，这样就产生了一个问题：
我希望判断首端元素添加完成之后，直接退出整个函数，但程序流程执行完prepend(self, elem)方法后，会继续运行剩下的程序，导致最终又执行了eles块内的程序，一个元素会被插入两遍，self._rear指向第一次插入的元素，并没有更新。

解决问题的方式是，在每个判断里增加return；
例如：return self.prepend(elem)

下面是全部代码：

class LList1(LList):
     def __init__(self):
         LList.__init__(self)
         self._reat = None # 尾指针设置为None

     #根据下标值 i 返回节点下标为 i 的值; 超出范围返回尾节点的值
     def inster_print(self, i):
         if self._head is None:
             return None
         if i > (self._len - 1):
             return self._reat.elem
         n = 0 #记录循环次数，即下标
         p = self._head
         while n != i:
             p = p.next
             n += 1
         return p.elem

     #在前端插入节点时，需要考虑表为空的插入情况。
     def prepend(self, elem):
         if self._head is None:
             self._head = LNode(elem)
             self._reat = self._head
             self._linkedlistlen(1)
         else:
             self._head = LNode(elem, self._head)
             self._linkedlistlen(1)

     #在表尾插入节点时，需要更新self._reat；还要考虑表空时候如何插入。
     def append(self, elem):
         if self._head is None: # 当表为空时
             self._head = LNode(elem, self._head)
             self._reat = self._head #头尾指针指向同一个节点
             self._linkedlistlen(1)
         else:
             self._reat.next = LNode(elem)
             self._reat = self._reat.next
             self._linkedlistlen(1)

     #将新创建的节点插入到指定的 i 处
     #   1、空表插入或者下标为首节点时，调用prepend方法
     #   2、i > 表长时，将节点尾端插入，调用append方法
     #   3、i 在表长范围之内时，循环找到下标为 i-1
     #   的节点，改变其next，使之链接更新为新节点，新节点next指向
     def inster_add(self, elem, i):
         if self._head is None or i == 0:
             return self.prepend(elem)
         if i >= self._len: #    i 超出下标范围
             return self.append(elem)
         else:
             n = 0
             p = self._head
             while n < (i - 1): # 取下标为i结点的前一个结点
                 p = p.next
                 n += 1
             p.next = LNode(elem, p.next)
             self._linkedlistlen(1)

     #pop操作后，如果表为空，将尾指针设置为None,避免inster_print调用尾指针
     def pop(self):
         e = LList.pop(self)
         if self._head is None:
             self._reat = self._head
         return e

     #删除尾节点。考虑删除尾节点时候需要更新self._reat;删除节点为最后一个节点时，需要将self._head指向None。
     def pop_last(self):
         if self._head is None:
             raise LinkedListUnderflow("in pop_last")
         p = self._head
         if p.next is None:
             e = p.elem
             self._head = None
             self._reat = None #当表为空时，将尾指针设置为None,以支inster      _print方法
             self._linkedlistlen(-1)
             return e
         while p.next.next is not None:
             p = p.next
         e = p.next.elem
         p.next = None
         self._reat = p
         self._linkedlistlen(-1)
         return e

     #删除下标为 i 的节点
     #1、考虑表为空时，抛出异常
     #2、i 超出下标范围时，抛出index异常
     #3、i 为首、尾下标时，调用已有方法
     #4、正常情况时候，首、尾指针不改变
     def inster_pop(self, i):
         if self._head is None:
             raise LinkedListUnderflow("in pop_inster")
         if i > (self._len - 1):
             raise LinkedListIndex("index error")
         elif i == 0:
             return self.pop()
         elif i == (self._len - 1):
             return self.pop_last()
         else:
             p = self._head
             n = 1 # 下标
             while n < i: #循环，直到得到下标节点的前一个节点
                p = p.next
                n += 1
             e = p.next.elem
             p.next = p.next.next
             self._linkedlistlen(-1)
             return e 
 class LinkedListUnderflow(ValueError):
     pass

 class LinkedListIndex(IndexError):
     pass

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那么，就这样，欢迎指正，谢谢！