链表与顺序表都属于线性表，不同的地方在于顺序表是一个连续的存储空间，而链表的存储块不一定连续。
链表在每一个节点（数据存储单元）里存放下一个节点的位置信息（即地址），通过当前节点可以找到下一个节点
单向链表
单链表的每个节点都分为数据存放区（elem)和下一个节点的位置（next)。变量p指向单链表的头节点，通过p可以找到整个链表；单链表的尾节点指向空。
单链表的实现
python中变量的本质
在python中，变量中保存的不是内容而是地址。例如定义a=10，本质上是a指向数字10的地址，如图：
单链表的实现
class Node(object):
'''节点'''
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None # 一开始的节点后面没有数据，指向空
class SingleLinkList(object):
'''构造单链表'''
def __init__(self, node=None):
self.__head = node # 定义一个私有的头节点，默认指向空
def is_empty(self):
'''查看是否为空'''
if self.__head == None:
return True
def lenth(self):
'''计算链表长度'''
cur = self.__head
count = 0
while cur !== None:
count+=1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
'''遍历整个链表'''
cur = self.__head
while cur != None:
print(cur.item, end=" ")
cur = cur.next
def add(self, item):
'''在头部添加元素'''
node = Node(item)
node.next = self.__head
self.__head = node
def append(self, item):
'''在尾部添加元素'''
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.__head = node
else:
cur = self.__head
while cur.next != None:
cur = cur.next
cur.next = node
def insert(self, pos, item):
'''在指定位置添加元素'''
if pos <= 0:
self.add(item)
elif pos > (self.lenth()-1):
self.append(item)
else:
pre = self.__head
count = 0
while count < (pos-1):
count+=1
pre = pre.next
node = Node(item)
node.next = pre.next
pre.next = node
def remove(self, item):
'''移除某个节点'''
cur = self.__head
pre = None
while cur != None:
if cur.item == item:
# 先判断此节点是否是头节点
if cur == self.__head:
self.__head = cur.next
else:
pre.next = cur.next
break
else:
pre = cur
cur = cur.next
def search(self, item):
'''查找节点是否存在'''
cur = self.__head
while cur != None:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False
双向链表
双向链表的每个节点有两个链接：一个指向前一个节点称为“前驱”；另一个指向下一个节点称为“后继”。第一个节点的前驱指向空，最后一个节点的后继指向空值。
双向链表的实现
class Node(object):
"""双向链表节点"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
class DLinkList(object):
"""双向链表"""
def __init__(self):
self.__head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self.__head == None
def length(self):
"""返回链表的长度"""
cur = self.__head
count = 0
while cur != None:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历链表"""
cur = self.__head
while cur != None:
print cur.item,
cur = cur.next
print ""
def add(self, item):
"""头部插入元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
# 如果是空链表，将_head指向node
self.__head = node
else:
# 将node的next指向_head的头节点
node.next = self.__head
# 将_head的头节点的prev指向node
self.__head.prev = node
# 将_head 指向node
self.__head = node
def append(self, item):
"""尾部插入元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
# 如果是空链表，将_head指向node
self.__head = node
else:
# 移动到链表尾部
cur = self.__head
while cur.next != None:
cur = cur.next
# 将尾节点cur的next指向node
cur.next = node
# 将node的prev指向cur
node.prev = cur
def search(self, item):
"""查找元素是否存在"""
cur = self.__head
while cur != None:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False
def insert(self, pos, item):
"""在指定位置添加节点"""
if pos <= 0:
self.add(item)
elif pos > (self.length()-1):
self.append(item)
else:
node = Node(item)
cur = self.__head
count = 0
# 移动到指定位置的前一个位置
while count < (pos-1):
count += 1
cur = cur.next
# 将node的prev指向cur
node.prev = cur
# 将node的next指向cur的下一个节点
node.next = cur.next
# 将cur的下一个节点的prev指向node
cur.next.prev = node
# 将cur的next指向node
cur.next = node
def remove(self, item):
'''移除某个节点'''
cur = self.__head
while cur != None:
if cur.item == item:
# 先判断此节点是否是头节点
if cur == self.__head:
self.__head = cur.next
# 判断链表是否只有一个节点
if cur.next:
cur.next.prev = None
else:
cur.prev.next = cur.next
# 判断是否为最后一个节点
if cur.next:
cur.next.prev = cur.prev
break
else:
pre = cur
cur = cur.next
if __name__ == "__main__":
ll = DLinkList()
ll.add(1)
ll.append(3)
ll.insert(2, 4)
print "length:",ll.length()
ll.travel()
print ll.search(3)
ll.remove(1)
print "length:",ll.length()
