zhouzhaoxin
zhouzhaoxin 主攻python,喜欢读书,喜欢摄影,芒格的忠实追随者。关注各个领域发展,取长补短,擅长结合多学科技术解决问题

数据结构与算法-单向链表(二)

数据结构与算法-单向链表(二)

头部添加元素

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def add(self, item):
    """头部添加元素"""
    # 先创建一个保存item值的节点
    node = SingleNode(item)
    # 将新节点的链接域next指向头节点,即_head指向的位置
    node.next = self._head
    # 将链表的头_head指向新节点
    self._head = node

尾部添加元素

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def append(self, item):
       """尾部添加元素"""
       node = SingleNode(item)
       # 先判断链表是否为空,若是空链表,则将_head指向新节点
       if self.is_empty():
           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:
               cur = cur.next
           cur.next = node

指定位置添加元素

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def insert(self, pos, item):
       """指定位置添加元素"""
       # 若指定位置pos为第一个元素之前,则执行头部插入
       if pos <= 0:
           self.add(item)
       # 若指定位置超过链表尾部,则执行尾部插入
       elif pos > (self.length()-1):
           self.append(item)
       # 找到指定位置
       else:
           node = SingleNode(item)
           count = 0
           # pre用来指向指定位置pos的前一个位置pos-1,初始从头节点开始移动到指定位置
           pre = self._head
           while count < (pos-1):
               count += 1
               pre = pre.next
           # 先将新节点node的next指向插入位置的节点
           node.next = pre.next
           # 将插入位置的前一个节点的next指向新节点
           pre.next = node

删除节点

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def remove(self,item):
       """删除节点"""
       cur = self._head
       pre = None
       while cur != None:
           # 找到了指定元素
           if cur.item == item:
               # 如果第一个就是删除的节点
               if not pre:
                   # 将头指针指向头节点的后一个节点
                   self._head = cur.next
               else:
                   # 将删除位置前一个节点的next指向删除位置的后一个节点
                   pre.next = cur.next
               break
           else:
               # 继续按链表后移节点
               pre = cur
               cur = cur.next

查找节点是否存在

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def search(self,item):
       """链表查找节点是否存在,并返回True或者False"""
       cur = self._head
       while cur != None:
           if cur.item == item:
               return True
           cur = cur.next
       return False

测试

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if __name__ == "__main__":
    ll = SingleLinkList()
    ll.add(1)
    ll.add(2)
    ll.append(3)
    ll.insert(2, 4)
    print "length:",ll.length()
    ll.travel()
    print ll.search(3)
    print ll.search(5)
    ll.remove(1)
    print "length:",ll.length()
    ll.travel()

链表与顺序表的对比 链表失去了顺序表随机读取的优点,同时链表由于增加了结点的指针域,空间开销比较大,但对存储空间的使用要相对灵活。

操作 链表 顺序表
访问元素 O(n) O(1)
在头部插入/删除 O(1) O(n)
在尾部插入/删除 O(n) O(1)
在中间插入/删除 O(n) O(n)

注意虽然表面看起来复杂度都是 O(n),但是链表和顺序表在插入和删除时进行的是完全不同的操作。链表的主要耗时操作是遍历查找,删除和插入操作本身的复杂度是O(1)。顺序表查找很快,主要耗时的操作是拷贝覆盖。因为除了目标元素在尾部的特殊情况,顺序表进行插入和删除时需要对操作点之后的所有元素进行前后移位操作,只能通过拷贝和覆盖的方法进行。