Python資料結構與演算法之鍊錶定義的使用詳解

這篇文章主要介紹了Python資料結構與演算法之鍊錶定義與用法,結合具體實例形式較為詳細的分析了單鍊錶、循環鍊錶等的定義、使用方法與相關注意事項,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了Python資料結構與演算法之鍊錶定義與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：

本文將為大家講解：

（1）從鍊錶節點的定義開始，以類別的方式，物件導向的想法進行鍊錶的設計

（2）鍊錶類別插入和刪除等成員函數實作時需要考慮的邊界條件，
prepend（頭部插入）、pop（頭部刪除）、append（尾部插入）、pop_last （尾部刪除）

2.1 插入：

空鍊錶
鍊錶長度為1
插入到結尾

2.2刪除

空鍊錶
鍊錶長度為1
刪除結束元素

（3）從單鍊錶到單鍊錶的一眾變體：

帶尾節點的單鍊錶
循環單鍊錶
雙鍊錶

#1. 鍊錶節點的定義

##

class LNode:
 def __init__(self, elem, next_=None):
  self.elem = elem
  self.next = next_

2. 單鍊錶的實作

重點理解插入、刪除的實作及其需要考慮的邊界條件：

class LinkedListUnderflow(ValueError):
 pass
class LList:
 def __init__(self):
  self._head = None
 def is_empty(self):
  return self._head is None
 def prepend(self, elem):
  self._head = LNode(elem, self._head)
 def pop(self):
  if self._head is None:
   raise LinkedListUnderflow('in pop')
  e = self._head.elem
  self._head = self._head.next
  return e
 def append(self, elem):
  if self._head is None:
   self._head = LNode(elem)
   return
  p = self._head
  while p.next is not None:
   p = p.next
  p.next = LNode(elem)
 def pop_last(self):
  if self._head is None:
   raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
  p = self._head
  if p.next is None:
   e = p.elem
   self._head = None
   return e
  while p.next.next is not None:
   p = p.next
  e = p.next.elem
  p.next = None
  return e

簡單總結：

（0）能夠存取p.next.next 的前提是p.next 不為空；

（1）尾部插入，如果鍊錶不為空，需且僅需改變的是尾部節點的指標；
（2）尾部刪除，如果鍊錶長度不為空，需且僅需改變的是倒數第二個節點的指標。

單鍊錶的簡單變形：具有尾部節點的單鍊錶

#

class LList1(LList):
 def __init__(self):
  LList.__init__(self)
  self._rear = None
 ...

我們只需重寫的是：

頭部的插入、尾部的插入、尾部的刪除

def prepend(self, elem):
 if self._head is None:
  self._head = LNode(elem)
  self._rear = self._head
 else:
  self._head = LNode(elem, self._head)
def append(self, elem):
 if self._head is None:
  self._head = LNode(elem)
  self._rear = self._head
 else:
  self._rear.next = LNode(elem)
  self._rear = self._rear.next
def pop_last(self):
 if self._head is None:
  raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
 p = self._head
 if p.next is None:
  e = p.elem
  self._head = None
  return e
 while p.next.next is not None:
  p = p.next
 e = p.next.elem
 self._rear = p
 p.next = None
 return e

單鍊錶的變體：循環單鍊錶

class LCList:
 def __init__(self):
  self._rear = None
 def prepend(self, elem):
  if self._rear is None:
   self._rear = LNode(elem)
   self._rear.next = self._rear
  else:
   self._rear.next = LNode(elem, self._rear.next)
 def append(self, elem):
  self.prepend(elem)
  self_rear = self._rear.next
 def pop(self):
  if self._rear is None:
   raise LinkedListUnderflow('in pop')
  p = self._rear.next
  if p is None:
   self._rear = None
  else:
   self._rear.next = p.next
  return p.elem
 def printall(self):
  if self._rear is None:
   raise ...
  p = self._rear.next
  while True:
   print(p.elem)
   if p is self._rear:
    break
   p = p.next

以上是Python資料結構與演算法之鍊錶定義的使用詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！