Python - 链表

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链表是由数据元素组成的序列，这些数据元素通过链接连接在一起。每个数据元素都包含指向另一个数据元素的指针。Python 的标准库中没有链表。我们使用前面章节中讨论的节点的概念来实现链表的概念。

我们已经了解了如何创建节点类以及如何遍历节点的元素。在本节中，我们将学习称为单链表的链表类型。在这种数据结构中，任何两个数据元素之间只有一个链接。我们创建这样一个列表，并创建附加方法来插入、更新和删除列表中的元素。

链表的创建

链表是使用我们在上一章学习的节点类创建的。我们创建一个 Node 对象，并创建另一个类来使用此 ode 对象。我们通过节点对象传递适当的值以指向下一个数据元素。下面的程序创建了包含三个数据元素的链表。在下一节中，我们将看到如何遍历链表。

class Node:
   def __init__(self, dataval=None):
      self.dataval = dataval
      self.nextval = None

class SLinkedList:
   def __init__(self):
      self.headval = None

list1 = SLinkedList()
list1.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")
# Link first Node to second node
list1.headval.nextval = e2

# Link second Node to third node
e2.nextval = e3

遍历链表

单链表只能从第一个数据元素开始向前遍历。我们只需将下一个节点的指针分配给当前数据元素，即可打印下一个数据元素的值。

示例

class Node:
   def __init__(self, dataval=None):
      self.dataval = dataval
      self.nextval = None

class SLinkedList:
   def __init__(self):
      self.headval = None

   def listprint(self):
      printval = self.headval
      while printval is not None:
         print (printval.dataval)
         printval = printval.nextval

list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")

# Link first Node to second node
list.headval.nextval = e2

# Link second Node to third node
e2.nextval = e3

list.listprint()

输出

执行上述代码时，会产生以下结果：

Mon
Tue
Wed

在链表中插入

在链表中插入元素涉及重新分配现有节点到新插入节点的指针。根据新数据元素是在链表的开头、中间还是结尾插入，我们有以下几种情况。

在开头插入

这涉及将新数据节点的 next 指针指向链表的当前头部。因此，链表的当前头部成为第二个数据元素，而新节点成为链表的头部。

示例

class Node:
   def __init__(self, dataval=None):
      self.dataval = dataval
      self.nextval = None

class SLinkedList:
   def __init__(self):
      self.headval = None
# Print the linked list
   def listprint(self):
      printval = self.headval
      while printval is not None:
         print (printval.dataval)
         printval = printval.nextval
   def AtBegining(self,newdata):
      NewNode = Node(newdata)

# Update the new nodes next val to existing node
   NewNode.nextval = self.headval
   self.headval = NewNode

list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")

list.headval.nextval = e2
e2.nextval = e3

list.AtBegining("Sun")
list.listprint()

输出

执行上述代码时，会产生以下结果：

Sun
Mon
Tue
Wed

在结尾插入

这涉及将链表当前最后一个节点的 next 指针指向新数据节点。因此，链表的当前最后一个节点成为倒数第二个数据节点，而新节点成为链表的最后一个节点。

示例

class Node:
   def __init__(self, dataval=None):
      self.dataval = dataval
      self.nextval = None
class SLinkedList:
   def __init__(self):
      self.headval = None
# Function to add newnode
   def AtEnd(self, newdata):
      NewNode = Node(newdata)
      if self.headval is None:
         self.headval = NewNode
         return
      laste = self.headval
      while(laste.nextval):
         laste = laste.nextval
      laste.nextval=NewNode
# Print the linked list
   def listprint(self):
      printval = self.headval
      while printval is not None:
         print (printval.dataval)
         printval = printval.nextval

list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")

list.headval.nextval = e2
e2.nextval = e3

list.AtEnd("Thu")

list.listprint()

输出

执行上述代码时，会产生以下结果：

Mon
Tue
Wed
Thu

在两个数据节点之间插入

这涉及更改特定节点的指针以指向新节点。可以通过同时传入新节点和现有节点（新节点将在其之后插入）来实现。因此，我们定义一个附加类，该类将更改新节点的 next 指针到中间节点的 next 指针。然后将新节点赋值给中间节点的 next 指针。

class Node:
   def __init__(self, dataval=None):
      self.dataval = dataval
      self.nextval = None
class SLinkedList:
   def __init__(self):
      self.headval = None

# Function to add node
   def Inbetween(self,middle_node,newdata):
      if middle_node is None:
         print("The mentioned node is absent")
         return

      NewNode = Node(newdata)
      NewNode.nextval = middle_node.nextval
      middle_node.nextval = NewNode

# Print the linked list
   def listprint(self):
      printval = self.headval
      while printval is not None:
         print (printval.dataval)
         printval = printval.nextval

list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Thu")

list.headval.nextval = e2
e2.nextval = e3

list.Inbetween(list.headval.nextval,"Fri")

list.listprint()

输出

执行上述代码时，会产生以下结果：

Mon
Tue
Fri
Thu

删除项

我们可以使用该节点的键删除现有节点。在下面的程序中，我们找到要删除的节点的前一个节点。然后，将此节点的 next 指针指向要删除节点的下一个节点。

示例

class Node:
   def __init__(self, data=None):
      self.data = data
      self.next = None
class SLinkedList:
   def __init__(self):
      self.head = None

   def Atbegining(self, data_in):
      NewNode = Node(data_in)
      NewNode.next = self.head
      self.head = NewNode

# Function to remove node
   def RemoveNode(self, Removekey):
      HeadVal = self.head
         
      if (HeadVal is not None):
         if (HeadVal.data == Removekey):
            self.head = HeadVal.next
            HeadVal = None
            return
      while (HeadVal is not None):
         if HeadVal.data == Removekey:
            break
         prev = HeadVal
         HeadVal = HeadVal.next

      if (HeadVal == None):
         return

      prev.next = HeadVal.next
      HeadVal = None

   def LListprint(self):
      printval = self.head
      while (printval):
         print(printval.data),
         printval = printval.next

llist = SLinkedList()
llist.Atbegining("Mon")
llist.Atbegining("Tue")
llist.Atbegining("Wed")
llist.Atbegining("Thu")
llist.RemoveNode("Tue")
llist.LListprint()

输出

执行上述代码时，会产生以下结果：

Thu
Wed
Mon
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