python版本单链表实现代码

今天看了一下数据结构的书，发现其实数据结构没有几种，线性表，数组，字符串，队列和栈，等等，其实是一回事，然后就是树结构，图结构。数据结构的理论并不难，主要是要自己写一下这些数据结构以及对应的基本的操作方法，这样就能够更快的提高。

这一篇blog写一下线性表。

线性表：分为顺序表和链表

一、顺序表

顺序表就是相对于表中的数据，地址也是顺序的，所以可以随机存取。但是在操作插入和删除元素的时候，由于要满足地址的连续性，所以要移动很多的元素位置，因此，插入或者删除一个顺序表的元素的时间复杂度是o(n)。很多时候，在对顺序表做合并的时候，需要先对表中的元素进行排序，然后再进行处理，这样可以避免每次都从头进行查询。

二、链表

链表就失去了顺序表的随机存取特点，即每次从中取一个元素都要从头开始找，这样耗费了一些时间，时间复杂度为o(n)；但是在做插入和删除，以及两个链表合并的时候，就方便了很多，只需要做一点指针修改就可以了。

链表中的每一个元素节点都包含了数据部分和下一个节点的指针。一般在链表的头部附设一个头结点，而且头结点一般不存储数据，而是存放一些长度等附加信息，或者不存储。

在很多语言中没有指针这一概念，而有数组的概念，比如java和python，java中的数组还要求定义数组的类型，也就是说必须都是同一类型的数据，而python则没有要求，所以python的list更贴近链表的真正含义。这种用数组描述的链表叫做静态链表。使用静态链表来描述链表对此类语言要方便很多了，本身这些语言都提供了内置类来处理链表。

除此之外，还有循环链表，双向链表（解决了无法向前搜索的问题，但是在修改指针的时候需要有更多的操作）。

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# 这个例子是Python版本的单链表

class Node(object):
 def __init__(self, value, next=0):
   self.value = value
   self.next = next # 指针

class LinkedList(object):
 # 链表的数据结构
 def __init__(self):
   self.head = 0 # 头部

def __getitem__(self, key):
   if self.is_empty():
     print 'Linked list is empty.'
     return
   elif key < 0 or key > self.get_length():
     print 'The given key is wrong.'
     return
   else:
     return self.get_elem(key)

def __setitem__(self, key, value):
   if self.is_empty():
     print 'Linked list is empty.'
     return
   elif key < 0 or key > self.get_length():
     print 'The given key is wrong.'
     return
   else:
     return self.set_elem(key, value)

def init_list(self, data): # 按列表给出 data
   self.head = Node(data[0])
   p = self.head # 指针指向头结点
   print p, self.head
   for i in data[1:]:
     p.next = Node(i) # 确定指针指向下一个结点
     p = p.next # 指针滑动向下一个位置
   print self.head.next.next

def get_length(self):
   length = 0
   p = self.head
   while p != 0: # 0 值就是Node结点中默认的 0 值，表示下一个结点没有了，即没有为其赋值
     length += 1
     p = p.next
   return length

def is_empty(self):
   if self.head == 0:
     return True
   else:
     return False

def insert_node(self, index, value):
   if index < 0 or index > self.get_length():
     print 'Can not insert node into the linked list.'
   elif index == 0:
     temp = self.head
     self.head = Node(value, temp)
   else:
     p, post = self.head, self.head
     for i in xrange(index):
       post = p
       p = p.next
     temp = p
     post.next = Node(value, temp)

def delete_node(self, index):
   if index < 0 or index > self.get_length()-1:
     print "Wrong index number to delete any node."
   elif self.is_empty():
     print "No node can be deleted."
   elif index == 0:
     temp = self.head
     self.head = temp.next
   elif index == self.get_length():
     p = self.head
     for i in xrange(self.get_length()-2):
       p = p.next
     p.next = 0
   else:
     p = self.head
     for i in xrange(index-1):
       p = p.next
     p.next = p.next.next

def show_linked_list(self): # 打印链表中的所有元素
   if self.is_empty():
     print 'This is an empty linked list.'
   else:
     p, container = self.head, []
     for _ in xrange(self.get_length()-1):
       container.append(p.value)
       p = p.next
     container.append(p.value)
     print container

def clear_linked_list(self): # 将链表置空
   self.head = 0

def get_elem(self, index):
   if self.is_empty():
     print "The linked list is empty. Can not get element."
   elif index < 0 or index > self.get_length()-1:
     print "Wrong index number to get any element."
   else:
     p = self.head
     for _ in xrange(index):
       p = p.next
     return p.value

def set_elem(self, index, value):
   if self.is_empty():
     print "The linked list is empty. Can not set element."
   elif index < 0 or index > self.get_length()-1:
     print "Wrong index number to set element."
   else:
     p = self.head
     for _ in xrange(index):
       p = p.next
     p.value = value

def get_index(self, value):
   p = self.head
   for i in xrange(self.get_length()):
     if p.value == value:
       return i
     else:
       p = p.next
   return -1

l = LinkedList()
print "The length of linked list now is: ", l.get_length()
print l.is_empty()
l.init_list([1, 5, 12, "fjd", 45, 999])
print "The length of linked list now is: ", l.get_length()
print l.is_empty()
l.insert_node(4, 100)
l.insert_node(6, "cecil")
l.show_linked_list()
print "The value of index 0 is: ", l.get_elem(0)
l.set_elem(0,1000)
l.show_linked_list()
print "the index of *** is: ", l.get_index(1009)
print "The length of linked list now is: ", l.get_length()
l.delete_node(3)
#l.clear_linked_list()
l.show_linked_list()

来源：https://blog.csdn.net/dongrixinyu/article/details/78618971