【学习笔记】数据结构-单链表

单链表实现（python）

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定义

链表是一种线性表，但不想顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点里存放下一个节点的位置信息。

具体代码实现

class Node():def __init__(self, elem):self.elem = elemself.next = Noneclass SingleLinkList():def __init__(self, node=None):self.__head = nodedef is_empty(self):'''判断链表是否为空'''return self.__head == Nonedef length(self):'''计算链表的长度'''cur = self.__headcount = 0while cur != None:count += 1cur = cur.nextreturn countdef travel(self):'''遍历所有的链表'''cur = self.__headwhile cur != None:print(cur.elem, end=' ')cur = cur.nextprint('')def append(self, item):'''在尾部添加节点'''node = Node(item)if self.is_empty():self.__head = nodeelse:cur = self.__headwhile cur.next != None:cur = cur.nextcur.next = nodedef add(self, item):'''在头部添加节点'''node = Node(item)node.next = self.__headself.__head = nodedef insert(self, pos, item):'''在指定位置pos添加节点pram：pos从0开始'''if pos <= 0:self.add(item)elif pos >= self.length()-1:self.append(item)else:node = Node(item)pre = self.__headcount = 0while count < pos-1:count += 1pre = pre.nextnode.next = pre.nextpre.next = nodedef remove(self, item):'''删除指定节点'''cur = self.__headpre = Nonewhile cur != None:if item == cur.elem:if cur == self.__head: # 判断要删除的是否为头节点self.__head = cur.nextelse:pre.next = cur.nextbreakelse:pre = curcur = cur.nextdef search(self, item):'''查找节点是否存在'''cur = self.__headwhile cur != None:if item == cur.elem:return Trueelse:cur = cur.nextreturn False

测试

if __name__ == '__main__':ll = SingleLinkList()print(ll.is_empty())print(ll.length())ll.append(1)print(ll.is_empty())print(ll.length())ll.append(2)ll.add(8)ll.append(3)ll.append(4)ll.append(5)ll.append(6)# 8 1 2 3 4 5 6ll.insert(-1, 9)  # 9 8 1 2 3 4 5 6ll.travel()ll.insert(3, 100)  # 9 8 1 100 2 3 4 5 6ll.travel()ll.insert(10, 200)  # 9 8 1 100 2 3 4 5 6 200ll.travel()print(ll.search(100))print(ll.search(1000))ll.remove(9) # 8 1 100 2 3 4 5 6 200ll.travel()ll.remove(100) # 8 1 2 3 4 5 6 200ll.travel()ll.remove(200) # 8 1 2 3 4 5 6ll.travel()

测试结果

True
0
False
1
9 8 1 2 3 4 5 6
9 8 1 100 2 3 4 5 6
9 8 1 100 2 3 4 5 6 200
True
False
8 1 100 2 3 4 5 6 200
8 1 2 3 4 5 6 200
8 1 2 3 4 5 6

链表与顺序表

顺序表优点在于存取元素的时候可以通过O(1)的方式一次性定位，缺点在于对于顺序表他的空间必须是连续的，如果一旦动态改变，整个存储区都得改变，且要存储的数据大时，一旦没有那么多的存储空间，顺序表就达不到要求了.
链表的特点在于对分散的内存空间能够达到充分的利用，缺点是需要存储next地址，占用空间大，在存取元素时，没有办法达到O(1)的效果，只能从头往后遍历。
虽然链表与顺序表在中间插入/删除时复杂度都是O(n)，但链表的O(n)花在了遍历数据上，顺序表的O(n)花在了搬移数据上。

操作	链表	顺序表
访问	O(n)	O(1)
头部插入/删除	O(1)	O(n)
尾部插入/删除	O(n)	O(1)
中间插入/删除	O(n)	O(n)

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