Python實現的資料結構與演算法之鍊錶詳解

2022-08-24 17:39:11 字數 2984 閱讀 8172

一、概述

鍊錶(linked list)是一組資料項的集合,其中每個資料項都是乙個節點的一部分,每個節點還包含指向下乙個節點的鏈結。

根據結構的不同,鍊錶可以分為單向鍊錶、單向迴圈鍊錶、雙向鍊錶、雙向迴圈鍊錶等。其中,單向鍊錶和單向迴圈鍊錶的結構如下圖所示:

二、adt

這裡只考慮單向迴圈鍊錶adt,其他型別的鍊錶adt大同小異。單向迴圈鍊錶adt(抽象資料型別)一般提供以下介面:

① sincyclinkedlist() 建立單向迴圈鍊錶

② add(item) 向鍊錶中插入資料項

③ remove(item) 刪除鍊錶中的資料項

④ search(item) 在鍊錶中查詢資料項是否存在

⑤ empty() 判斷鍊錶是否為空

⑥ size() 返回鍊錶中資料項的個數

單向迴圈鍊錶操作的示意圖如下:

三、python實現

python的內建型別list底層是由c陣列實現的,list在功能上更接近c++的vector(因為可以動態調整陣列大小)。我們都知道,陣列是連續列表,鍊錶是鏈結列表,二者在概念和結構上完全不同,因此list不能用於實現鍊錶。

在c/c++中,通常採用「指標+結構體」來實現鍊錶;而在python中,則可以採用「引用+類」來實現鍊錶。在下面的**中,sincyclinkedlist類代表單向迴圈鍊錶,node類代表鍊錶中的乙個節點:

#

-*- coding: utf-8 -*-

class

node:

def__init__

(self, initdata):

self.

__data =initdata

self.

__next =none

defgetdata(self):

return self.__data

defgetnext(self):

return self.__next

defsetdata(self, newdata):

self.

__data =newdata

defsetnext(self, newnext):

self.

__next =newnext

class

sincyclinkedlist:

def__init__

(self):

self.head =node(none)

self.head.setnext(self.head)

defadd(self, item):

temp =node(item)

temp.setnext(self.head.getnext())

self.head.setnext(temp)

defremove(self, item):

prev =self.head

while prev.getnext() !=self.head:

cur =prev.getnext()

if cur.getdata() ==item:

prev.setnext(cur.getnext())

prev =prev.getnext()

defsearch(self, item):

cur =self.head.getnext()

while cur !=self.head:

if cur.getdata() ==item:

return

true

cur =cur.getnext()

return

false

defempty(self):

return self.head.getnext() ==self.head

defsize(self):

count =0

cur =self.head.getnext()

while cur !=self.head:

count += 1cur =cur.getnext()

return

count

if__name__ == '

__main__':

s =sincyclinkedlist()

print('

s.empty() == %s, s.size() == %s

' %(s.empty(), s.size()))

s.add(19)

s.add(86)

print('

s.empty() == %s, s.size() == %s

' %(s.empty(), s.size()))

print('

86 is%s in s

' % (''

if s.search(86) else

'not

',))

print('

4 is%s in s

' % (''

if s.search(4) else

'not

',))

print('

s.empty() == %s, s.size() == %s

' %(s.empty(), s.size()))

s.remove(19)

print('

s.empty() == %s, s.size() == %s

' % (s.empty(), s.size()))

執行結果:

s.empty() == true, s.size() ==0

s.empty() == false, s.size() == 2

86 isins

4 is

notin

ss.empty() == false, s.size() == 2s.empty() == false, s.size() == 1

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