Python数据结构之链表

Python数据结构之链表

原文地址：http://www.cnblogs.com/king-ding/p/pythonchaintable.html

数据结构是计算机科学必须掌握的一门学问，之前很多的教材都是用C语言实现链表，因为c有指针，可以很方便的控制内存，很方便就实现链表，其他的语言，则没那么方便，有很多都是用模拟链表，不过这次，我不是用模拟链表来实现，因为python是动态语言，可以直接把对象赋值给新的变量。

好了，在说我用python实现前，先简单说说链表吧。在我们存储一大波数据时，我们很多时候是使用数组，但是当我们执行插入操作的时候就是非常麻烦，看下面的例子，有一堆数据1,2,3,5,6,7我们要在3和5之间插入4,如果用数组，我们会怎么做？当然是将5之后的数据往后退一位，然后再插入4,这样非常麻烦，但是如果用链表，我就直接在3和5之间插入4就行，听着就很方便。

那么链表的结构是怎么样的呢？顾名思义，链表当然像锁链一样，由一节节节点连在一起，组成一条数据链。

链表的节点的结构如下：

datanext

data为自定义的数据，next为下一个节点的地址。

链表的结构为，head保存首位节点的地址：

接下来我们来用python实现链表

python实现链表

首先，定义节点类Node：

class Node:    '''    data: 节点保存的数据    _next: 保存下一个节点对象    '''    def __init__(self, data, pnext=None):        self.data = data        self._next = pnext    def __repr__(self):        '''
        用来定义Node的字符输出，        print为输出data
        '''        return str(self.data)

然后，定义链表类：

链表要包括：

属性：

链表头：head

链表长度：length

方法：

判断是否为空: isEmpty()

def isEmpty(self):    return (self.length == 0

增加一个节点(在链表尾添加): append()

def append(self, dataOrNode):    item = None    if isinstance(dataOrNode, Node):        item = dataOrNode    else:        item = Node(dataOrNode)    if not self.head:        self.head = item        self.length += 1    else:        node = self.head        while node._next:            node = node._next        node._next = item        self.length += 1

删除一个节点: delete()

#删除一个节点之后记得要把链表长度减一def delete(self, index):    if self.isEmpty():        print "this chain table is empty."        return    if index < 0 or index >= self.length:        print 'error: out of index'        return    #要注意删除第一个节点的情况    #如果有空的头节点就不用这样    #但是我不喜欢弄头节点    if index == 0:        self.head = self.head._next        self.length -= 1        return    #prev为保存前导节点    #node为保存当前节点    #当j与index相等时就    #相当于找到要删除的节点    j = 0    node = self.head    prev = self.head    while node._next and j < index:        prev = node        node = node._next        j += 1    if j == index:        prev._next = node._next        self.length -= 1

修改一个节点: update()

def update(self, index, data):    if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:        print 'error: out of index'        return    j = 0    node = self.head    while node._next and j < index:        node = node._next        j += 1    if j == index:        node.data = data

查找一个节点: getItem()

def getItem(self, index):    if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:        print "error: out of index"        return    j = 0    node = self.head    while node._next and j < index:        node = node._next        j += 1    return node.data

查找一个节点的索引: getIndex()

def getIndex(self, data):    j = 0    if self.isEmpty():        print "this chain table is empty"        return    node = self.head    while node:        if node.data == data:            return j        node = node._next        j += 1    if j == self.length:        print "%s not found" % str(data)        return

插入一个节点: insert()

def insert(self, index, dataOrNode):    if self.isEmpty():        print "this chain tabale is empty"        return    if index < 0 or index >= self.length:        print "error: out of index"        return    item = None    if isinstance(dataOrNode, Node):        item = dataOrNode    else:        item = Node(dataOrNode)    if index == 0:        item._next = self.head        self.head = item        self.length += 1        return    j = 0    node = self.head    prev = self.head    while node._next and j < index:        prev = node        node = node._next        j += 1    if j == index:        item._next = node        prev._next = item        self.length += 1

清空链表: clear()

def clear(self):    self.head = None    self.length = 0

以上就是链表类的要实现的方法。

执行的结果：

接下来是完整代码：

 python链表

# -*- coding:utf8 -*-#/usr/bin/env pythonclass Node(object):    def __init__(self, data, pnext = None):        self.data = data        self._next = pnext    def __repr__(self):        return str(self.data)class ChainTable(object):    def __init__(self):        self.head = None        self.length = 0    def isEmpty(self):        return (self.length == 0)    def append(self, dataOrNode):        item = None        if isinstance(dataOrNode, Node):            item = dataOrNode        else:            item = Node(dataOrNode)        if not self.head:            self.head = item            self.length += 1        else:            node = self.head            while node._next:                node = node._next            node._next = item            self.length += 1    def delete(self, index):        if self.isEmpty():            print "this chain table is empty."            return        if index < 0 or index >= self.length:            print 'error: out of index'            return        if index == 0:            self.head = self.head._next            self.length -= 1            return        j = 0        node = self.head        prev = self.head        while node._next and j < index:            prev = node            node = node._next            j += 1        if j == index:            prev._next = node._next            self.length -= 1    def insert(self, index, dataOrNode):        if self.isEmpty():            print "this chain tabale is empty"            return        if index < 0 or index >= self.length:            print "error: out of index"            return        item = None        if isinstance(dataOrNode, Node):            item = dataOrNode        else:            item = Node(dataOrNode)        if index == 0:            item._next = self.head            self.head = item            self.length += 1            return        j = 0        node = self.head        prev = self.head        while node._next and j < index:            prev = node            node = node._next            j += 1        if j == index:            item._next = node            prev._next = item            self.length += 1    def update(self, index, data):        if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:            print 'error: out of index'            return        j = 0        node = self.head        while node._next and j < index:            node = node._next            j += 1        if j == index:            node.data = data    def getItem(self, index):        if self.isEmpty() or index < 0 or index >= self.length:            print "error: out of index"            return        j = 0        node = self.head        while node._next and j < index:            node = node._next            j += 1        return node.data    def getIndex(self, data):        j = 0        if self.isEmpty():            print "this chain table is empty"            return        node = self.head        while node:            if node.data == data:                return j            node = node._next            j += 1        if j == self.length:            print "%s not found" % str(data)            return    def clear(self):        self.head = None        self.length = 0    def __repr__(self):        if self.isEmpty():            return "empty chain table"        node = self.head        nlist = ''        while node:            nlist += str(node.data) + ' '            node = node._next        return nlist    def __getitem__(self, ind):        if self.isEmpty() or ind < 0 or ind >= self.length:            print "error: out of index"            return        return self.getItem(ind)    def __setitem__(self, ind, val):        if self.isEmpty() or ind < 0 or ind >= self.length:            print "error: out of index"            return        self.update(ind, val)    def __len__(self):        return self.lengthpython链表

 

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作者：陈栋权

时间：2016/09/19

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