线性表(单向链表(动图解析))

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链表的提出链表的定义单向链表节点实现单链表的操作判断链表是否为空(is_empty())计算链表长度(length())遍历整个链表(travel() )尾部添加元素(尾插法)头部添加元素(头插法)在指定位置添加节点查找节点是否存在删除一个节点 程序运行 由于这个有点难理解，加入动图形式进行分析。

链表的提出

顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间，而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁，所以使用起来并不是很灵活。链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。

链表的定义

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是不像顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点（数据存储单元）里存放下一个节点的位置信息（即地址）。

单向链表

单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。

表元素域elem用来存放具体的数据。链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。 通过例子理解

节点实现

// An highlighted block class SingleLinkList(object): """单链表的结点""" def __init__(self,item=None,node=None): self.item = item self._head = node self.next = None

单链表的操作

下列的操作在链表为空时，都可以成立

判断链表是否为空(is_empty())

因此检测链表是否为空，可以对链表中的值进行None判断。

// An highlighted block """判断链表是否为空""" def is_empty(self): return self._head == None

计算链表长度(length())

逐个对元素进行判断，直到None。

// An highlighted block """链表长度""" def length(self): cur = self._head # cur初始时指向头节点 count = 0 while cur != None: # 尾节点指向None，当未到达尾部时 count += 1 cur = cur.next # 将cur后移一个节点 return count

遍历整个链表(travel() )

结合上一个图，当游标所指的为None，则遍历结束。

// An highlighted block """遍历链表""" def travel(self): cur = self._head while cur != None: print(cur.item,end="\t") cur = cur.next print(end="\n")

尾部添加元素(尾插法)

判断最后一个节点的下一个节点是否为None

// An highlighted block """尾部添加元素""" def append(self, item): node = SingleNode(item) if self.is_empty(): # 先判断链表是否为空，若是空链表，则将_head指向新节点 self._head = node # 若不为空，则找到尾部，将尾节点的next指向新节点 else: cur = self._head while cur.next != None: #判断下一个节点是否为None cur = cur.next cur.next = node

头部添加元素(头插法)

首先将待添加元素指向head，防止后续链表的丢失。

// An highlighted block """头部添加元素""" def add(self, item): node = SingleNode(item) node.next=self._head self._head=node

在指定位置添加节点

判断指定节点的前一个节点，对元素进行添加

// An highlighted block """在指定位置添加元素 添加的元素是 (2,50)，则pos=2 """ def insert(self, pos, item): #判断指定位置是进行头部添加还是尾部添加 if pos <= 0: self.add(item) elif pos > (self.length() - 1): self.append(item) else: node = SingleNode(item) cur = self._head count = 0 # 通过计数判断是否移动到指定位置的前一个位置 while count<(pos - 1): count+=1 cur = cur.next node.next = cur.next cur.next = node

查找节点是否存在

判断cur位置的数据是否是要找的数据

// An highlighted block """查找节点是否存在""" def search(self, item): cur = self._head while cur != None: if cur.item == item: print("True") return True else: cur = cur.next print("False") return False

删除一个节点

通过cur和pre两个游标寻找指定节点

// An highlighted block """删除一个节点""" def remove(self, item): # 若链表为空，则直接返回 cur = self._head pre = None # 若头节点的元素就是要查找的元素item while cur!= None: if cur.item==item: #先判断此节点是否为头结点 if cur==self._head: self._head=cur.next else: pre.next=cur.next break else: pre=cur cur=cur.next

程序运行

// An highlighted block if __name__=="__main__": a=SingleLinkList() print(a.is_empty()) print(a.length()) #在尾部增加元素 a.append(1) print(a.is_empty()) print(a.length()) a.append(10) a.append(56) a.append(24) a.append(78) a.append(4) a.travel() #在头部增加元素 a.add(20000) a.travel() # 在指定位置插入 a.insert(3,50) a.travel() print(a.length()) #删除元素 a.remove(20000) a.travel() #查找元素 a.search(50) a.search(10000) a.search(30000)