线性表分类

什么是数据结构

数据结构就是设计数据以何种方式组织并存储在计算机中。比如列表、集合、字典等都是一种数据结构

数据结构分类

• 线性结构：数据结构中的元素存在一对一的相互关系。比如列表中的元素，有一个前驱节点和一个后继节点
• 树结构：数据结构中的元素存在一对多的相互关系。比如树的元素，有一个前驱(父节点)，多个后继(子节点)
• 图结构：数据结构中的元素存在多对多的相互关系 。元素之间有多个前驱，多个后继

线性表

• 线性表
  • 顺序表(内存中连续存储)
    • 数组必须在分配固定长度，py列表可以使用append()添加新元素
    • 数组必须指定数据类型，py列表可以存储不同类型
  • 链表(不连续存储)
    单向链表：每个元素都是一个对象，称为节点，包含数据key和下一个节点指针next。通过各个节点之间的互相连接，最终串联成一个链表。单向链表只能从前向后找
    双向链表：每个节点有两个指针，一个指向前面节点，一个指向后面节点
  • 栈
    只能在一端进行插入或删除的列表。后进先出。
    • 进栈函数：append()
    • 出栈函数：pop()
    • 查看栈顶函数：li[-1]
  • 队列
    先进先出
    单向队列：仅允许在列表的一端进行插入(入队)，另一端进行删除(出队)
    双向队列：队列两端都允许进行入队和出队操作

链表和列表复杂度

比较项	列表	链表
按元素值查找	O(n) (排好序的可以用二分，复杂度logn)	O(n) (链表没有下标)
按下标查找	O(1)	O(n)
在某元素后插入	O(n)	O(1)
删除某元素后的一个元素	O(n)	O(1)

单向链表代码实现

#节点
class Node:
    def __init__(self,data=None):
        self.data = data
        self.next = None

#单向链表
class Link:
    # 遍历链表
    def get_link_vals(self):
        p = self.header.next
        while p:
            print(p.data)
            p = p.next

    #创建链表：头插法，建的链表是反向
    def create_link_head(self,li):
        self.header = Node()
        for val in li:
            p = Node(val)
            p.next = self.header.next
            self.header.next = p

    #创建链表：尾插法，建的链表是正向
    def create_link_tail(self,li):
        self.header = Node()
        self.tail = self.header
        for val in li:
            p = Node(val)
            self.tail.next = p
            self.tail = p

    #插入节点
    def insert_node(self,data):
        #已知当前节点，只能在当前节点后面插入，无法在前面插入
        cur_node = self.header.next.next
        p = Node(data)
        p.next = cur_node.next
        cur_node.next = p

    #删除节点
    def delete_node(self):
        #已知当前节点，只能删除后面的节点，无法删除当前节点，因为无法直接知道前一个节点除非遍历
        cur_node = self.header.next.next
        p = cur_node.next
        cur_node.next = p.next

link = Link()
link.create_link_tail([1,2,3,4,5])
link.insert_node(8)
link.get_link_vals()