单向链表—在单向链表的头部插入一个元素

在单向链表的头部插入一个元素

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一、题目

在单向链表 L 头部插入一个元素。

注意，要在为新节点分配 L.head 变量之前设置新节点的 “next” 指针。如果初始列表为空（即 L.head 为空），那么就将新节点的 “next” 指针指向空（None）。

二、基本思想

1、创建一个新的节点；

2、将新节点的数据域设置为新元素，将该节点的 “next” 指针指向当前的头节点；

3、设置列表的头指针指向新节点。

三、图示

四、代码示例

"""
1、在单向链表 L 的头部插入一个元素。
注意：要在为新节点分配 L.head 变量之前设置新节点的“next” 指针。如果初始列表为空（即 L.head 为空），那么就将新节点的“next” 指针指向空（None）。
2、在单向链表的尾部插入一个元素。
注意：在设置尾指针指向新节点之前，设置尾节点的“next”指针指向原来的尾节点。当向一个空链表中插入新节点时，需要考虑空链表不存在尾节点的情况。
3、从单向链表中删除一个元素。
4、删除单向链表的第一个元素。
"""class Empty(Exception):"""试图从空容器中访问元素时出错"""passclass Node(object):"""节点类"""def __init__(self, element, next=None):  # 初始化节点的字段self.element = element  # 元素引用self.next = next    # 指向下一个节点的引用class SingleLinkList(object):"""单向链表"""def __init__(self):self.head = None    # 头节点self.size = 0   # 链表元素个数def init(self, data):"""初始化链表:param data: 需要初始化的列表:return:"""self.head = Node(data[0])cur = self.headfor i in data[1:]:node = Node(i)cur.next = nodecur = cur.nextdef len(self):"""返回链表元素个数:return:"""return self.sizedef is_empty(self):"""判断链表是否为空:return: 如果是空链表，返回真"""return self.size == 0def push(self, e):"""在单向链表的头部插入一个元素Inserts an element in the header of a unidirectional linked list:param e: 新插入的元素 The newly inserted element:return:"""# 创建并链接一个新节点self.head = Node(e, self.head)self.size += 1# 等价于：# 创建新的节点实例，存储对元素e的引用# node = Node(e)# 设置新节点的“next”引用旧的头节点# node.next = self.head# 设置变量头以引用新节点# self.head = node# self.size += 1def append(self, e):"""在单向链表的尾部插入一个元素Inserts an element at the end of a unidirectional linked list:param e: 新插入的元素 The newly inserted element:return:"""# 创建新的节点实例，存储对元素e的引用node = Node(e)# 设置新节点的“next”引用 None 对象node.next = None# 判断链表是否为空if self.is_empty():self.head = nodeelse:# 获取尾节点# get tail nodecur = self.headwhile cur.next is not None:cur = cur.next# 设置尾节点的“next”指向新节点# set the next of the tail node to point to the new nodecur.next = nodedef remove(self, e):"""从单向链表中删除一个元素To remove an element from a unidirectional linked list:param e: 需要删除的元素 Elements that need to be removed:return:"""cur = self.headpre = Nonewhile cur is not None:if cur.element == e:   # 找到要删除的元素# 要删除的元素位于链表头部if cur == self.head:self.head = cur.nextelse:pre.next = cur.nextreturn# 未找到要删除的元素，移动游标pre = curcur = cur.nextdef top(self):"""返回单向链表的第一个元素:return:"""if self.is_empty():raise Empty("Stack is empty")return self.head.elementdef pop(self):"""删除单向链表的第一个元素:return:"""if self.is_empty():raise Empty("Stack is empty")answer = self.head.elementself.head = self.head.nextself.size -= 1return answerdef travel(self):"""遍历链表:return: 链表的每一个元素"""cur = self.headwhile cur is not None:print(cur.element, end=" ")cur = cur.nextprint("")if __name__ == "__main__":link_list = SingleLinkList()print("初始化单向链表：")link_list.init(["MSP", "ATL", "BOS"])link_list.travel()print("在单向链表头部插入元素 LAX：")link_list.push("LAX")link_list.travel()print("在链表的尾部插入元素 MIA：")link_list.append("MIA")link_list.travel()print("删除链表中的节点 ATL：")link_list.remove("ATL")link_list.travel()print("获取链表中的第一个节点元素：")print(link_list.top())print("删除链表中的第一个元素{}：".format(link_list.pop()))link_list.travel()# 运行结果：
# 初始化单向链表：MSP ATL BOS
# 在单向链表头部插入元素 LAX：LAX MSP ATL BOS
# 在链表的尾部插入元素 MIA：LAX MSP ATL BOS MIA
# 删除链表中的节点 ATL：LAX MSP BOS MIA
# 获取链表中的第一个节点元素：LAX
# 删除链表中的第一个元素LAX：MSP BOS MIA

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