python线性表
顺序表
顺序表，将元素顺序地存放在一块连续的存储区里，元素间的顺序关系由它们的存储顺序自然表示。
数据元素本身连续存储，每个元素所占的存储单元大小固定相同，元素的下标是其逻辑地址，而元素存储的物理地址（实际内存地址）可以通过存储区的起始地址Loc (e0)加上逻辑地址（第i个元素）与存储单元大小（c）的乘积计算而得，即：Loc(ei) = Loc(e0) + c*i，时间复杂度为O(1)。
如果元素的大小不统一，则须采用图b的元素外置的形式，将实际数据元素另行存储，而顺序表中各单元位置保存对应元素的地址信息（即链接）
顺序表完整信息=元素集合+整体情况信息【元素个数+容量】
顺序表的两种实现方式：
一体式：完整信息在一个表中
分离式：表中只存整体情况信息，外链实际元素集合；动态顺序表：容量可以在使用中动态变化
顺序表的操作：增加和删除，各分为尾部O(1)、非保序O(1)、保序O(n)
python中list和tuple，更多是用list，分离式技术实现的动态顺序表
ist实现采用了如下的策略：在建立空表（或者很小的表）时，系统分配一块能容纳8个元素的存储区；在执行插入操作（insert或append）时，如果元素存储区满就换一块4倍大的存储区。但如果此时的表已经很大（目前的阀值为50000），则改变策略，采用加一倍的方法。引入这种改变策略的方式，是为了避免出现过多空闲的存储位置。
单向链表
创建一个链表中的节点类(item,next)
class Node():
def __init__(self,item):#节点初始条件有值
self.item=item
self.next=None
#创建链表的类
class SingleLink():
#初始化，给定链表的头部属性
def __init__(self,node=None):
self.__head=node
#判断链表是否为空，即判断链表的head指针是否指向空
def is_empty(self):
return self.__head==None #为None返回True，不为None，False
#判断链表的长度
def length(self):
if self.is_empty():
return 0
else:
currentnode=self.__head #代表currentnode指向当前节点的游标与head指针指向同一个节点
lengthcount=1#对比注释部分另一个方法，lengthcount=0
while currentnode.next!=None:
lengthcount+=1
currentnode=currentnode.next
return lengthcount
#遍历整个链表
def travel(self):
if self.is_empty():
return None
else:
allitemlist = []
currentnode = self.__head
allitemlist.append(currentnode.item)#先加入第一个
while currentnode.next != None:
currentnode = currentnode.next#尽管最后一个currentnode.next==None,但已经加入过
allitemlist.append(currentnode.item)
return allitemlist
#链表头部加入元素
def add(self,newitem):
newnode = Node(newitem)
if self.is_empty():
self.__head = newnode
else:
newnode.next = self.__head
self.__head = newnode
#尾部添加元素,需要判断是否为空
def append(self,newitem):
newnode=Node(newitem)
if self.is_empty():#类之间的函数调用用self.func
self.__head = newnode
else:
currentnode=self.__head
while currentnode.next!=None:
currentnode=currentnode.next
currentnode.next = newnode
#指定位置添加元素，根据位置分为头部添加，尾部添加，中间位置添加，中间位置添加时需找到添加位置的前一个节点
def insert(self,position,newitem):
if position <=0:
self.add(newitem)
elif position >= self.length():#大于等于链表长度
self.append(newitem)
else:
currentnode=self.__head
positioncount=0
newnode=Node(newitem)
while positioncount<(position-1):#currentnode为插入位置前一个的节点
currentnode=currentnode.next
positioncount+=1
newnode.next=currentnode.next
currentnode.next=newnode
#删除节点，再循环条件内查找
def remove(self,item):
currentnode = self.__head
prenode = None
while currentnode!=None: # 判断是否找到
if currentnode.item == item: # 找到删除的值对应的节点
if prenode == None: # 如果前一个节点为空，则当前节点为第一个节点
self.__head = currentnode.next
else:
prenode.next = currentnode.next
break#注意break
else:
prenode = currentnode # 将当前节点给前一个节点
currentnode = currentnode.next # 当前节点为其next的指向
# 如果找到，判断curentnode是否为第一个节点
#查找节点
def search(self,item):
currentnode=self.__head
Found=False
while not Found and currentnode!=None:#此处是currentnode，最后一个值也可找
if currentnode.item==item:
Found=True
else:
currentnode=currentnode.next
return Found
#更新链表某个位置的值
def update(self,position,newitem):
if (position<0) or (position>self.length()):
return False
else:
currentnode=self.__head
positioncount=0
while positioncount单向循环链表
class Node():
def __init__(self, item):
self.item=item
self.next=None
class SingleCircleLink():
def __init__(self,node=None):
self.__head=node
#判断链表是否为空
def is_empty(self):
if self.__head==None:
return True
#返回链表的长度
def length(self):
if self.is_empty():#判断是否为空
return 0
else:
currentnode=self.__head
lengthcount=1
while currentnode.next!=self.__head:
lengthcount+=1
currentnode=currentnode.next
return lengthcount
#遍历整个链表
def travel(self):
if self.is_empty():
return None
else:
allitemlist = []
currentnode=self.__head
allitemlist.append(currentnode.item)
while currentnode.next!=self.__head:
currentnode=currentnode.next
allitemlist.append(currentnode.item)
return allitemlist
#在头部添加一个节点
def add(self,newitem):
newnode=Node(newitem)
if self.is_empty():
self.__head=newnode
newnode.next=self.__head#此句是将新插入节点的next指向头部，实现单向循环
else:
currentnode=self.__head#currentnode用来找尾节点
while currentnode.next!=self.__head:
currentnode=currentnode.next
newnode.next=self.__head
currentnode.next=newnode#将尾部节点的next连接到newnode
self.__head=newnode#将head指针给newnode
#在尾部添加一个节点
def append(self,newitem):
newnode=Node(newitem)
if self.is_empty():
self.__head = newnode
newnode.next = self.__head#此句是将新插入节点的next指向头部，实现单向循环
else:
currentnode = self.__head # currentnode用来找尾节点
while currentnode.next != self.__head:
currentnode = currentnode.next
currentnode.next=newnode
newnode.next=self.__head
#在任意位置添加一个节点
def insert(self,position,newitem):
newnode=Node(newitem)
if position <=0:
self.add(newitem)
elif position >= self.length()-1:
self.append(newitem)
else:
currentnode=self.__head
positioncount=0
while positioncount<(position-1):#注意此时的currrentnode指向的插入位置的前一个节点
currentnode=currentnode.next
positioncount+=1
newnode.next=currentnode.next
currentnode.next=newnode
#删除一个节点
def remove(self,item):
if self.is_empty():
return 0
else:
currentnode=self.__head
prenode=None
while currentnode.next!=self.__head:#因为循环为currentnode.next,所以需单独考虑最后一个节点的匹配情况，如110所示
if currentnode.item==item:
if prenode == None: # 删除的是第一个节点
searchnode = self.__head
self.__head = currentnode.next
while searchnode.next != self.__head:
searchnode = searchnode.next
searchnode.next = self.__head # 替换最后一个节点的__head值
else:
prenode.next = currentnode.next # 还没到最后一个节点
break
else:
prenode=currentnode
currentnode=currentnode.next
if currentnode.item==item:#考虑最后一个节点
if currentnode==self.__head:#如果最后一个节点是头节点，则链表为空
self.__head=None
else:
prenode.next=self.__head#其他更改前一个prenode.next指向head
#查找一个节点
def search(self,item):
if self.is_empty():
return False
else:
currentnode=self.__head
if currentnode.item == item:#放在外面，相当于currentnode.next=self.__head也进行了判断，避免了最后一个元素无法判断
return True
else:
while currentnode.next!=self.__head:
currentnode=currentnode.next
if currentnode.item==item:
return True
return False
#更新链表某个位置的值,索引从0开始
def update(self,position,newitem):
if (position<0) or (position>self.length()):
return False
else:
currentnode=self.__head
positioncount=0
while positioncount双向链表 pre\next
class Node():
def __init__(self,item):
self.item=item
self.next=None
self.pre= None
class DoubleLink():
def __init__(self,node=None): #可以先构造一个node=Node(100)
self.__head=node
#判断是否为空
def is_empty(self):
return self.__head==None
#判断长度
def length(self):
if self.is_empty():
return 0
else:
currentnode=self.__head
lengthcount=1#注意此处为1,为0时不需要判断为空的情况
while currentnode.next!=None:
lengthcount+=1
currentnode=currentnode.next
return lengthcount
#遍历链表
def travel(self):
if self.is_empty():
return None
else:
allitemlist=[]
currentnode=self.__head
allitemlist.append(currentnode.item)
while currentnode.next!=None:
currentnode=currentnode.next
allitemlist.append(currentnode.item)
return allitemlist
#头部添加
def add(self,newitem):
newnode=Node(newitem)
self.__head.pre=newnode
newnode.next = self.__head
self.__head = newnode
# newnode.next.pre = newnode # 此为双向链表增加的，新增节点的next指向的节点的pre为新增的节点
#尾部添加
def append(self,newitem):
newnode=Node(newitem)
if self.is_empty():
self.__head=newnode
# newnode.pre=None 等于None不需要改变就为默认
# newnode.next=None
else:
currentnode=self.__head
while currentnode.next!=None:
currentnode=currentnode.next
currentnode.next=newnode
newnode.pre=currentnode#新增的
# newnode.next=None 等于None不需要改变就为默认
#任意位置添加
def insert(self,position,newitem):
if position <=0:
self.add(newitem)
elif position >= self.length():
self.append(newitem)
else:
positioncount=0
newnode=Node(newitem)
currentnode=self.__head
while positioncount <(position-1):#要插入位置的前一个
currentnode=currentnode.next
positioncount+=1
#在currentnode后插入
newnode.next = currentnode.next
newnode.pre=currentnode
currentnode.next.pre=newnode
currentnode.next = newnode
#删除某一元素
def remove(self,item):
currentnode=self.__head
Found=False
while currentnode!=None:
if currentnode.item==item:
if currentnode.pre == None: # 若果删除的是第一个
self.__head = currentnode.next
elif currentnode.next == None: # 如果删除的是最后一个
currentnode.pre.next = currentnode.next
else: # 如果是中间，因为此处有pre属性，所以相比之前，后两种不能合并
currentnode.pre.next = currentnode.next
currentnode.next.pre = currentnode.pre
break
else:
currentnode=currentnode.next
#查找某一个元素
def search(self,item):
currentnode=self.__head
Found=False
while not Found and currentnode!=None:
if currentnode.item==item:
Found= True
else:
currentnode=currentnode.next