用面向对象实现Linkedlist链表

单向链表实现append、iternodes

双向链表实现append、pop、insert、remove、iternodes

 

单向链表与双向链表

 

单向链表：

就好比小朋友在操场上，手拉着手。

分为数据域和指针域，指针域指向下一个数据，代码中分别用val 和next 表示。

 

整个链表用一个容器来存储，因为单向链表的数据虽然真正在内存中是散落的，但是某种关系可以把这些数据有序的组织起来，所以最合适的数据结构应该是列表。列表存储还支持追加和索引，容器在代码中用self.nodes=[] 表示。

如图：内存中的数据散落存储，5表示头head，9表示tail尾。

在链表为空时，需要定义头和尾，来表示前一个数据和下一个数据，头和尾在代码中用head 和tail 分别表示，前一个数据和下一个数据用prev 和next 分别表示。

0）链表数据为空时，顺序是：head --> tail，头和尾都可以用None表示；

1）链表中有一个数据时，顺序就变成了：  head--> 数据1 -->tail；

2）链表有两个数据时，顺序变成了：head -->数据1 -->数据2 -->tail；

3）链表有三个数据时，顺序变成了：head -->数据1 -->数据2 -->数据3 -->tail

以此类推。。。

 

代码：

class SingleNode:    """代表一个节点"""    def __init__(self, val, next=None, prev=None):        self.val = val        self.next = next        self.prev = prev    def __repr__(self):        return str(self.val)    def __str__(self):        return str(self.val)class LinkedList:    """容器类,某种方式存储一个个节点"""    def __init__(self):        self.nodes = []        # 不需要插入的列表来说，检索方便，但是insert、remove不合适        self.head = None        self.tail = None    def __len__(self):        return len(self.nodes)    def __getitem__(self, item):        return self.nodes[item]    def append(self, val):        node = SingleNode(val)  # 实例化的一个新节点        prev = self.tail        if prev is None:            self.head = node        else:            prev.next = node        self.nodes.append(val)        self.tail = node    def iternodes(self, reverse=False):        current = self.head        while current:            yield current            current = current.nextll = LinkedList()ll.append(5)ll.append(7)for node in ll.iternodes():    print(node)print(ll[0])print(ll[1])

　　

　　

双向链表：

0) append 尾部追加

1) pop 尾部弹出

2) insert 头部插入、中间插入、尾部插入

3) remove 头部删除、中间删除、尾部删除

 

class SingleNode:    def __init__(self,val,next=None,prev=None):        self.val = val        self.next = next        self.prev = prev    def __repr__(self):        return str(self.val)    def __str__(self):        return str(self.val)class LinkedList:    def __init__(self):        # self.nodes = []        self.head = None        self.tail = None    def append(self,val):        node = SingleNode(val)        # prev = self.tail        # if prev is None:        if self.head is None: #only one            self.head = node        else: # >1            self.tail.next = node            node.prev = self.tail        # self.nodes.append(node)        self.tail = node    def iternodes(self,reverse=False):        current = self.tail if reverse else self.head        while current:            yield current            current = current.prev if reverse else current.next    def pop(self):        if self.tail is None:  #0个数据            raise Exception('Empty')        tail = self.tail        prev = tail.prev        # next = tail.next #尾的下一个恒定为None        if prev is None:  # =0, =1            self.head = None            self.tail = None        else:  # >1            self.tail = prev            prev.next = None        return tail.val    def getitem(self,index):  #index不考虑传入str类型，全当做int类型        if index < 0:            return None        current = None        for i,node in enumerate(self.iternodes()):            if i == index:                current = node                break        if current is not None:            return current    def insert(self,index,val):        if index < 0:   #不考虑负索引            raise Exception('Error')        current = None        for i, node in enumerate(self.iternodes()):            if i == index:                current = node                break        if current is None: #考虑元素为空、为一个            self.append(val)            return        #尾部、头部、中间追加        prev = current.prev        next = current.next        node = SingleNode(val)        if prev is None: #头部插入            self.head = node            # node.next = current            # current.prev = node        else:            node.prev = prev            # node.next = current  #和前面条件共同部分抽出来放后面            # current.prev = node            prev.next = node        node.next = current        current.prev = node    def remove(self,index):        if self.tail is None:            raise Exception('Empty')        if index < 0:            raise ValueError('Wrong Index {}'.format(index))        current = None        for i,node in enumerate(self.iternodes()):            if i == index:                current = node                break        if current is None: #Not found            raise ValueError('Wrong Index {}. Out of boundary'.format(index))        prev = current.prev        next = current.next        if prev is None and next is None: #only one node            self.head = None            self.tail = None        elif prev is None: #删头部            self.head = next            next.prev = None        elif next is None: #删尾部            self.tail = prev            prev.next = None        else:  #中间            prev.next = next            next.prev = prev        del current    # def __getitem__(self, item):    #     return self.nodes[item]ll = LinkedList()ll.append('abc')ll.append(1)ll.append(2)ll.append(3)ll.append(4)ll.append(5)ll.append('def')ll.insert(6,6)  #边界ll.insert(7,7)   #尾部ll.insert(8,8)  #尾部ll.insert(0,123)  #头部ll.insert(100,100)  #超界# ll.remove(100)# ll.pop()# ll.pop()for node in ll.iternodes(False): #False    print(node)print('~'*30)# print(ll[0])# print(ll[1])ll.remove(5)ll.remove(6)ll.remove(0)ll.remove(1)for node in ll.iternodes(False): #False    print(node)