快捷導(dǎo)航

基于python實(shí)現(xiàn)雙向鏈表

更新時(shí)間：2022年05月25日 13:02:16 作者：旺旺小小超

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了基于python實(shí)現(xiàn)雙向鏈表，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

一、構(gòu)建鏈表節(jié)點(diǎn)

class Node:

? ? def __init__(self, key, value):
? ? ? ? """
? ? ? ? 初始化方法
? ? ? ? :param key:
? ? ? ? :param value:
? ? ? ? """
? ? ? ? self.key = key
? ? ? ? self.value = value
? ? ? ? self.prev = None
? ? ? ? self.next = None

? ? def __str__(self):
? ? ? ? val = '{%s: %s}' % (self.key, self.value)
? ? ? ? return val

? ? def __repr__(self):
? ? ? ? val = '{%s: %s}' % (self.key, self.value)
? ? ? ? return val

除了一些節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)屬性外還有__str__方法用于自定義print(node)的字符串描述(類似Java的toString())，__repr__用于自定義直接調(diào)用Node類時(shí)的字符串描述

二、實(shí)現(xiàn)鏈表類

具體邏輯主要包括頭部添加、尾部添加、頭部刪除、尾部刪除和任意節(jié)點(diǎn)的刪除，所有對(duì)雙向鏈表的操作都是基于這幾個(gè)方法實(shí)現(xiàn)的，具體流程都寫(xiě)在注釋中了

class DoubleLinkedList:

? ? def __init__(self, capacity=0xffffffff):
? ? ? ? """
? ? ? ? 雙向鏈表
? ? ? ? :param capacity: 鏈表容量 初始化為int的最大值2^32-1
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? self.capacity = capacity
? ? ? ? self.size = 0
? ? ? ? self.head = None
? ? ? ? self.tail = None

? ? def __add_head(self, node):
? ? ? ? """
? ? ? ? 向鏈表頭部添加節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 頭部節(jié)點(diǎn)不存在 新添加節(jié)點(diǎn)為頭部和尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 頭部節(jié)點(diǎn)已存在 新添加的節(jié)點(diǎn)為新的頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :param node: 要添加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 已添加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? # 頭部節(jié)點(diǎn)為空
? ? ? ? if not self.head:
? ? ? ? ? ? self.head = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
? ? ? ? ? ? self.head.next = None
? ? ? ? ? ? self.tail.prev = None
? ? ? ? # 頭部節(jié)點(diǎn)不為空
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? node.next = self.head
? ? ? ? ? ? self.head.prev = node
? ? ? ? ? ? self.head = node
? ? ? ? ? ? self.head.prev = None
? ? ? ? self.size += 1

? ? ? ? return node

? ? def __add_tail(self, node):
? ? ? ? """
? ? ? ? 向鏈表尾部添加節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 尾部節(jié)點(diǎn)不存在 新添加的節(jié)點(diǎn)為頭部和尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 尾部節(jié)點(diǎn)已存在 新添加的節(jié)點(diǎn)為新的尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :param node: 添加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 已添加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? # 尾部節(jié)點(diǎn)為空
? ? ? ? if not self.tail:
? ? ? ? ? ? self.tail = node
? ? ? ? ? ? self.head = node
? ? ? ? ? ? self.head.next = None
? ? ? ? ? ? self.tail.prev = None
? ? ? ? # 尾部節(jié)點(diǎn)不為空
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? node.prev = self.tail
? ? ? ? ? ? self.tail.next = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
? ? ? ? ? ? self.tail.next = None
? ? ? ? self.size += 1

? ? ? ? return node

? ? def __remove_head(self):
? ? ? ? """
? ? ? ? 刪除頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 頭部節(jié)點(diǎn)不存在 返回None
? ? ? ? ? ? 頭部節(jié)點(diǎn)已存在 判斷鏈表節(jié)點(diǎn)數(shù)量 刪除頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? # 頭部節(jié)點(diǎn)不存在
? ? ? ? if not self.head:
? ? ? ? ? ? return None

? ? ? ? # 鏈表至少存在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? head = self.head
? ? ? ? if head.next:
? ? ? ? ? ? head.next.prev = None
? ? ? ? ? ? self.head = head.next
? ? ? ? # 只存在頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? self.head = self.tail = None
? ? ? ? self.size -= 1

? ? ? ? return head

? ? def __remove_tail(self):
? ? ? ? """
? ? ? ? 刪除尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 尾部節(jié)點(diǎn)不存在 返回None
? ? ? ? ? ? 尾部節(jié)點(diǎn)已存在 判斷鏈表節(jié)點(diǎn)數(shù)量 刪除尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? # 尾部節(jié)點(diǎn)不存在
? ? ? ? if not self.tail:
? ? ? ? ? ? return None

? ? ? ? # 鏈表至少存在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? tail = self.tail
? ? ? ? if tail.prev:
? ? ? ? ? ? tail.prev.next = None
? ? ? ? ? ? self.tail = tail.prev
? ? ? ? # 只存在尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? self.head = self.tail = None
? ? ? ? self.size -= 1

? ? ? ? return tail

? ? def __remove(self, node):
? ? ? ? """
? ? ? ? 刪除任意節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 被刪除的節(jié)點(diǎn)不存在 默認(rèn)刪除尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 刪除頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 刪除尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? 刪除其他節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :param node: 被刪除的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 被刪除的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? # 被刪除的節(jié)點(diǎn)不存在
? ? ? ? if not node:
? ? ? ? ? ? node = self.tail

? ? ? ? # 刪除的是頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? if node == self.head:
? ? ? ? ? ? self.__remove_head()
? ? ? ? # 刪除的是尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? elif node == self.tail:
? ? ? ? ? ? self.__remove_tail()
? ? ? ? # 刪除的既不是頭部也不是尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? node.next.prev = node.prev
? ? ? ? ? ? node.prev.next = node.next
? ? ? ? ? ? self.size -= 1

? ? ? ? return node

? ? def pop(self):
? ? ? ? """
? ? ? ? 彈出頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? return self.__remove_head()

? ? def append(self, node):
? ? ? ? """
? ? ? ? 添加尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :param node: 待追加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 尾部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? return self.__add_tail(node)

? ? def append_front(self, node):
? ? ? ? """
? ? ? ? 添加頭部節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :param node: 待添加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 已添加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? return self.__add_head(node)

? ? def remove(self, node=None):
? ? ? ? """
? ? ? ? 刪除任意節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :param node: 待刪除的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? :return: 已刪除的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? """
? ? ? ? return self.__remove(node)

? ? def print(self):
? ? ? ? """
? ? ? ? 打印當(dāng)前鏈表
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? node = self.head
? ? ? ? line = ''
? ? ? ? while node:
? ? ? ? ? ? line += '%s' % node
? ? ? ? ? ? node = node.next
? ? ? ? ? ? if node:
? ? ? ? ? ? ? ? line += '=>'
? ? ? ? print(line)

三、測(cè)試邏輯

if __name__ == '__main__':
? ? double_linked_list = DoubleLinkedList(10)
? ? nodes = []
? ? # 構(gòu)建十個(gè)節(jié)點(diǎn)的雙向列表
? ? for i in range(10):
? ? ? ? node_item = Node(i, i)
? ? ? ? nodes.append(node_item)

? ? double_linked_list.append(nodes[0])
? ? double_linked_list.print()
? ? double_linked_list.append(nodes[1])
? ? double_linked_list.print()
? ? double_linked_list.pop()
? ? double_linked_list.print()
? ? double_linked_list.append_front(nodes[2])
? ? double_linked_list.print()
? ? double_linked_list.append(nodes[3])
? ? double_linked_list.print()
? ? double_linked_list.remove(nodes[3])
? ? double_linked_list.print()
? ? double_linked_list.remove()
? ? double_linked_list.print()

測(cè)試結(jié)果: