Python创建一个循环链表、双向循环链表

循环链表与双向循环链表

循环链表

循环链表相较于单链表，将末尾结点的连接域指向了头结点，就类似于将播放器的顺序播放改成了列表循环

双向循环链表

双向链表相较于之前的链表多了上一节点连接域，在双向链表中，游标的移动方向可以不只是单一的向后移动，还增加了向前移动的功能。

Python创建循环链表与双向循环链表

计划实现以下功能

is_empty() 链表是否为空
length() 链表长度
add(elem) 链表头部添加元素
append(elem) 链表尾部添加元素
travel() 遍历整个链表
position（pos）根据位置读取指定元素
element（elem）输出元素所在位置
search(elem) 查找节点是否存在
insert(pos, elem) 指定位置添加元素
del_add(self) 删除首结点
del_app(self) 删除尾结点
remove(elem) 指定元素删除节点
delete（pos）根据位置删除
clear（）清空链表

Python制作

python实现循环链表

class Node:def __init__(self, elem):self.elem = elemself.next = Noneclass LoopLinked:def __init__(self, node=None):self.__head = nodeif node:node.next = self.__headdef is_empty(self):"""判断链表是否为空"""# 判断头结点的值是否为空return self.__head is Nonedef length(self):"""判断链表长度"""# 初始化游标cur = self.__head# 判断是否为空if self.__head is None:return# 长度计算变量count = 1# 判断游标指向是否为空while cur.next is not self.__head:# 指向下一个结点，同时计数器加一cur = cur.nextcount += 1return countdef add(self, elem):"""头部添加元素"""# 创建新结点newNode = Node(elem)# 判断是否为空链表if self.is_empty():self.__head = newNodenewNode.next = self.__headelse:# 创建游标cur = self.__head# 将原头结点坐标给新结点，同时将新结点坐标给头结点,再将尾结点指向新结点while cur.next != self.__head:cur = cur.nextnewNode.next, self.__head = self.__head, newNodecur.next = newNodedef append(self, elem):"""尾部添加元素"""# 新建结点newNode = Node(elem)# 判断是否为空链表if self.is_empty():# 如果是空链表就将头游标指向新结点self.__head = newNodenewNode.next = self.__headelse:# 初始化游标cur = self.__head# 将游标移动到末尾while cur.next is not self.__head:cur = cur.next# 将尾结点指向新结点，同时将新结点执行头结点cur.next, newNode.next = newNode, self.__headdef travel(self):"""遍历整个链表"""# 初始化游标cur = self.__head# 输出每个结点的elemwhile cur.next is not self.__head:print(cur.elem, end=' ')cur = cur.nextprint(cur.elem)def insert(self, pos, elem):"""指定位置添加元素"""# 判断插入位置if pos <= 0:self.add(elem)elif pos > (self.length() - 1):self.append(elem)else:# 新建结点newNode = Node(elem)# 创建游标cur = self.__head# 创建计数器count = 0# 将游标定位到指定位置前一位结点上while count < (pos - 1):count += 1cur = cur.next# 将游标位置的的next给新结点，将新结点的位置给游标newNode.next, cur.next = cur.next, newNodedef position(self, pos):"""根据位置读取元素"""# 判断输入位置是否在链表中if 0 <= pos <= (self.length() - 1):# 创建游标cur = self.__head# 创建计数器count = 0# 将游标移动到指定位置while count < pos:count += 1cur = cur.nextreturn cur.elemelse:return Falsedef element(self, elem):"""输出元素所在位置"""# 创建游标和计数器cur = self.__headcount = 0while True:# 判断游标指向元素是否为输入元素if cur.elem == elem:return count# 判断测试的长度是否已经超出elif cur.next is self.__head:return Falsecur = cur.nextcount += 1def del_add(self):"""删除首结点"""# 创建游标cur = self.__head# 将尾结点重新指向新的头结点while cur.next != self.__head:cur = cur.next# 将首节点后移self.__head = self.__head.next# 让尾结点指向新的首节点cur.next = self.__headdef del_app(self):"""删除尾结点"""# 创建游标cur = self.__headpre = Nonewhile cur.next != self.__head:pre, cur = cur, cur.nextpre.next = self.__headdef remove(self, elem):"""根据指定元素删除"""cur = self.__headpre = Nonewhile cur:# 判断游标指向元素是否为输入元素if cur.elem == elem:# 判断是否删除的为首节点if pre is None:self.del_add()return# 判断是否删除的为尾结点if cur.next is self.__head:self.del_app()returnelse:pre.next = cur.nextbreakelif cur.next == self.__head:return# 游标后移else:pre, cur = cur, cur.nextdef delete(self, pos):"""根据位置删除"""# 创建游标以及副游标cur = self.__headpre = None# 判断输入是否在链表中if 0 <= pos <= (self.length() - 1):# 判断是否为首结点if pos == 0:self.del_add()return# 判断是否为尾结点elif pos == self.length():self.del_app()returnelse:count = 0while count < pos:count += 1pre, cur = cur, cur.nextpre.next = cur.nextdef clear(self):"""清空链表"""self.__head = None

双向循环链表

结点

class DoubleNode:def __init__(self, elem):self.elem = elemself.next = Noneself.prev = None

我们将双向循环链表和循环链表对比，如有相同的就不在重复编写。
双向结点和单向结点主要在添加和删除结点的时候有所不同。

添加元素

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class Linked:def __init__(self, node=None):self.__head = nodeif node:node.next = nodenode.prev = nodedef add(self, elem):"""头部添加元素"""# 创建新结点newNode = DoubleNode(elem)# 判断是否为空链表if self.is_empty():self.__head = newNodenewNode.prev, newNode.next = self.__head, self.__headelse:# 将新结点指向原头结点newNode.next = self.__head# 将尾结点指向新结点self.__head.prev.next = newNode# 将新结点指向尾结点newNode.prev = self.__head.prev# 将原头结点指向新结点self.__head.prev = newNode# 将原头结点定义为新结点self.__head = newNodedef append(self, elem):"""尾部添加元素"""# 新建结点newNode = DoubleNode(elem)# 判断是否为空链表if self.is_empty():self.__head = newNodenewNode.prev, newNode.next = self.__head, self.__headelse:# 将原尾结点指向新结点self.__head.prev.next = newNode# 将新结点指向原尾结点newNode.prev = self.__head.prev# 将尾结点指向头结点newNode.next = self.__head# 将头结点指向尾结点self.__head.prev = newNodedef insert(self, pos, elem):"""指定位置添加元素"""# 判断插入位置if pos <= 0:self.add(elem)elif pos > (self.length() - 1):self.append(elem)else:# 新建结点newNode = DoubleNode(elem)# 创建游标以及副游标cur = self.__head# 创建计数器count = 0# 将游标定位到指定位置前一位结点上while count < (pos - 1):count += 1cur = cur.next# 将新结点指向游标以及游标之后的结点newNode.prev, newNode.next = cur, cur.next# 将游标所在结点之后的结点指向新结点cur.next.prev = newNode# 将指针所在结点指向新结点cur.next = newNode

删除元素

def del_add(self):"""删除首结点"""# 创建指向尾结点的游标cur = self.__head.prev# 将头结点后移一位self.__head = self.__head.next# 将尾结点指向新的头结点cur.next = self.__head# 将新的头结点执行尾结点self.__head.prev = self.__headdef del_app(self):"""删除尾结点"""# 创建游标并且指向尾结点cur = self.__head.prev# 将游标前移一位cur = cur.prev# 将游标所在结点指向头结点cur.next = self.__head# 将头结点指向游标所在位置self.__head.prev = curdef remove(self, elem):"""根据指定元素删除"""cur = self.__headwhile cur:# 判断游标指向元素是否为输入元素if cur.elem == elem:# 判断是否删除的为首节点if self.__head.elem == elem:self.del_add()return# 判断是否删除的为尾结点if cur.next is self.__head:self.del_app()returnelse:cur.next.prev = cur.prevcur.prev.next = cur.nextbreakelif cur.next == self.__head:return# 游标后移else:cur = cur.nextdef delete(self, pos):"""根据位置删除"""# 判断输入是否在链表中if 0 <= pos <= (self.length() - 1):# 判断是否为首结点if pos == 0:self.del_add()return# 判断是否为尾结点elif pos == self.length():self.del_app()returnelse:# 创建游标以及计数器cur = self.__headcount = 0while count < pos:count += 1cur = cur.nextcur.next.prev = cur.prevcur.prev.next = cur.next

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