python 双向链表_数据结构-双向链表（Python实现）

数据结构在编程世界中一直是非常重要的一环，不管是开发还是算法，哪怕是单纯为了面试，数据结构都是必修课，今天我们介绍链表中的一种——双向链表的代码实现。

好了，话不多说直接上代码。

双向链表

首先，我们定义一个节点类：Node

class Node:

def __init__(self, data):

self.data = data

self.next = None

self.prev = None

def getData(self):

return self.data

def setData(self, data):

self.data = data

def getNext(self):

return self.next

def getPrev(self):

return self.prev

好，我们定义了节点类，并实现了获取、修改节点数据、获取上一个/下一个节点的方法。

通过node = Node(10)就可以实例化一个节点啦。

接下来我们来定义链表类：

class TwoWayList:

def __init__(self):

self.head = None

self.tail = None

self.length = 0

好，我们定义了一个链表类，并设置三个属性，head表示头节点，tail表示尾节点，length表示链表长度，接下来，我们给链表类添加一些方法。

判断链表是否为空：

def isEmpty(self):

return self.head == None

在链表尾部添加节点：

def append(self, item):

if self.length == 0:

node = Node(item)

self.head = node

self.tail = node

self.length = 1

return

node = Node(item)

tail = self.tail

tail.next = node

node.prev = tail

self.tail = node

self.length += 1

添加节点的时候，我们首先要判断链表是否为空，另外要注意给原本的尾节点设置next属性，新的尾节点设置prev属性，更新链表的tail和length属性。

链表中插入节点：

def insert(self, index, item):

length = self.length

if (index<0 and abs(index)>length) or (index>0 and index>=length):

return False

if index < 0:

index = index + length

if index == 0:

node = Node(item)

if self.head != None:

self.head.prev = node

else:

self.tail = node

node.next = self.head

self.head = node

self.length += 1

return True

if index == length - 1:

return self.append(item)

node1 = self.head

for i in range(0, index):

node1 = node1.next

node2 = node1.next

node = Node(item)

node.prex = node1

node.next = node2

node1.next = node

node2.prev = node

self.length += 1

return True

插入节点时候，我们参数为下标index和数据item，我们默认在指定下标的后面插入新节点。

在这里我们同样要特殊考虑头节点和尾结点的情况。

在执行插入时先将新节点的next、prev属性指向相应节点，在将前后节点的next和prev指向新节点，同时注意更新链表的length属性。

根据节点数据获取链表上的节点

def get(self, data):

node = self.head

for i in range(self.length):

if node.data == data:

return node

else:

node = node.next

else:

return False

根据下标获取链表上的节点

def getByIndex(self, index):

if index >= self.length:

return False

if index == 0:

return self.head

now = self.head

for i in range(self.length):

if i == index:

return now

now = now.next

更新指定下标节点的数据

def setData(self, index, data):

if index >= self.length:

return False

if index == 0:

self.head.data = data

now = self.head

for i in range(self.length):

if i == index:

now.data = data

return True

now = now.next

删除指定下标的节点

def remove(self, index):

if index >= self.length:

return False

if index == 0:

self.head = self.head.next

if self.length != 1:

self.head.prev = None

self.length -= 1

return True

if index == self.length-1:

self.tail = self.tail.prev

self.tail.next = None

self.length -= 1

return True

now = self.head

for i in range(self.length):

if i == index:

now.next.prev = now.prev

now.prev.next = now.next

self.length -= 1

return True

now = now.next

注意要更新length属性，如果删除头节点还要更新head属性，如果删除尾结点要更新tail属性。

链表翻转

def reverse(self):

now = self.head

last = None

for i in range(self.length):

last = now

now = now.next

tmp = last.prev

last.prev = last.next

last.next = tmp

tmp = self.head

self.head = self.tail

self.tail = tmp

return True

链表翻转我们不光要更新tail和head属性，还要将每一个节点上的next和prev属性调换。

清空链表

def clear(self):

self.head = None

self.tail = None

self.length = 0

实现链表类的__str__方法，定义print()函数打印链表的方式

def __str__(self):

string = ''

node = self.head

for i in range(self.length):

string += str(node.data) + '/'

node = node.next

return string

这里我们让print()函数打印链表时，从头节点开始依次打印每个节点的数据，并用/符号分割。

好啦，一个双向链表我们就定义好了，并实现了一些操作链表的方法，我们了来测试一下我们定义的链表吧~

li = TwoWayList()

li.isEmpty()

li.insert(0, 1)

li.getByIndex(0)

li.remove(0)

print(li)

li.append(1)

print(li)

li.append(2)

print(li)

li.append(4)

print(li)

li.insert(2,3)

print(li)

li.insert(3,4)

print(li)

li.remove(2)

print(li)

li.setData(2,10)

print(li)

li.reverse()

print(li)

print(li.get(2).data)

print(li.getByIndex(1).data)

执行上面的操作，检查一下你的输出吧，如果你有任何建议欢迎留言告诉我

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