【转】Python实现单向链表（图解）

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什么是链表

链表顾名思义就是～链 链表是一种动态数据结构，他的特点是用一组任意的存储单元存放数据元素。链表中每一个元素成为“结点”，每一个结点都是由数据域和指针域组成的。跟数组不同链表不用预先定义大小，而且硬件支持的话可以无限扩展。

链表与数组的不同点：

数组需要预先定义大小，无法适应数据动态地增减，数据小于定义的长度会浪费内存，数据超过预定义的长度无法插入。而链表是动态增删数据，可以随意增加。
数组适用于获取元素的操作，直接get索引即可，链表对于获取元素比较麻烦需要从头一直寻找，但是适用与增删，直接修改节点的指向即可，但是对于数组就比较麻烦了，例如［1，2，3，4］需要在下标为1的位置插入－2，则需要将［2，3，4］后移，赋值ls[1]=-2
数组从栈中分配空间, 对于程序员方便快速,但自由度小。链表从堆中分配空间, 自由度大但申请管理比较麻烦.

单向链表

链表基本方法实现（Python）

1. 初始化链表

"""节点类"""class Node(object):    def __init__(self, data):        self.data = data        self.nex = Nonedef __init__(self):    """初始化链表"""    self.head = None

2. 获取链表长度

def __len__(self):    pre = self.head    length = 0    while pre:        length += 1        pre = pre.nex    return length

3.追加节点

追加节点还是比较简单的,如果head节点不存在，则当前节点为head节点，否则的话找到尾节点，将尾节点的next指向当前节点（可以添加head和tail两个节点，就不用递归寻找尾节点了）

"""追加节点"""def append(self, data):    """    1.head 为none :head-->node    2.tail.nex-->node    :param data:    :return:    """    node = Node(data)    if self.head is None:        self.head = node    else:        pre = self.head        while pre.nex:            pre = pre.nex        pre.nex = node

4. 获取节点

获取节点也是比较容易的，无非就是判断index值的正负

def get(self, index):    """    :param index:    :return:    """    index = index if index >= 0 else len(self) + index    if len(self) < index or index < 0:        return None    pre = self.head    while index:        pre = pre.nex        index -= 1    return pre

5. 设置节点

找到当前节点赋值即可

"""设置节点"""def set(self, index, data):    node = self.get(index)    if node:        node.data = data    return node

6. 插入节点

插入节点需要找到插入节点的前一个节点pre_node（索引index的正负，前一节点不同，需要判断一下），然后将pre_node.nex指向当前节点。同时将当前节点的nex指向pre_node.nex.nex

"""插入节点"""def insert(self, index, data):    """    1.index 插入节点位置包括正负数    2.找到index-1-->pre_node的节点    3.pre_node.next-->node      node.next-->pre_node.next.next    4.head    :param index:    :param data:    :return:    """    node = Node(data)    if abs(index + 1) > len(self):        return False    index = index if index >= 0 else len(self) + index + 1    if index == 0:        node.nex = self.head        self.head = node    else:        pre = self.get(index - 1)        if pre:            nex = pre.nex            pre.nex = node            node.nex = nex        else:            return False    return node

7. 删除节点

删除节点，也要区分一下索引的正负。找到当前节点的前一个节点pre_node和后一个节点next_node，将pre_node.nex–>next_node即可

"""删除某个元素"""def delete(self, index):    f = index if index > 0 else abs(index + 1)    if len(self) <= f:        return False    pre = self.head    index = index if index >= 0 else len(self) + index    prep = None    while index:        prep = pre        pre = pre.nex        index -= 1    if not prep:        self.head = pre.nex    else:        prep.nex = pre.nex    return pre.data

8. 反转链表

反转链表的实现有多种方式，比较简单的就是生成一个新的链表－－》可以用数组存储所有节点让后倒序生成新的链表 在这里用下面这种方式生产： 反转链表就是将node.nex–>pre_node 递归实现即可，然后让tail赋值为head

"""反转链表"""def __reversed__(self):    """    1.pre-->next 转变为 next-->pre    2.pre 若是head 则把 pre.nex --> None    3.tail-->self.head    :return:    """    def reverse(pre_node, node):        if pre_node is self.head:            pre_node.nex = None        if node:            next_node = node.nex            node.nex = pre_node            return reverse(node, next_node)        else:            self.head = pre_node    return reverse(self.head, self.head.nex)

9. 清空链表

将头赋为空就好

"""清空链表"""def clear(self):    self.head = None