2022.05.19 数据结构与算法

双向链表及添加元素

双链表：每个节点有两个链接：一个指向前一个节点，当此节点为第一个节点时，指向空值；而另一个指向下一个节点，当此节点为最后一个节点时，指向空值。

链表节点生成，判空代码实现：

lass Node(object):"""双向链表节点"""def __init__(self, item):self.item = itemself.next = Noneself.prev = Noneclass DLinkList(object):"""双向链表"""def __init__(self):self._head = Nonedef is_empty(self):"""判断链表是否为空"""return self._head == None

头部插入元素代码实现：

  def add(self, item):"""头部插入元素"""node = Node(item)if self.is_empty():# 如果是空链表，将_head指向nodeself._head = nodeelse:# 将node的next指向_head的头节点node.next = self._head# 将_head的头节点的prev指向nodeself._head.prev = node# 将_head 指向nodeself._head = node

尾部插入元素代码实现：

   def append(self, item):"""尾部插入元素"""node = Node(item)if self.is_empty():# 如果是空链表，将_head指向nodeself._head = nodeelse:# 移动到链表尾部cur = self._headwhile cur.next != None:cur = cur.next# 将尾节点cur的next指向nodecur.next = node# 将node的prev指向curnode.prev = cur

指定位置插入元素代码实现：

def insert(self, pos, item):"""在指定位置添加节点"""if pos <= 0:self.add(item)elif pos > (self.length()-1):self.append(item)else:node = Node(item)cur = self._headcount = 0# 移动到指定位置的前一个位置while count < (pos-1):count += 1cur = cur.next# 将node的prev指向curnode.prev = cur# 将node的next指向cur的下一个节点node.next = cur.next# 将cur的下一个节点的prev指向nodecur.next.prev = node# 将cur的next指向nodecur.next = node

双向链表删除元素

查找节点是否存在：（与单链表相同）

 def search(self, item):"""查找元素是否存在"""cur = self._headwhile cur != None:if cur.item == item:return Truecur = cur.nextreturn False

删除元素：

 def remove(self, item):"""删除元素"""if self.is_empty():returnelse:cur = self._headif cur.item == item:# 如果首节点的元素即是要删除的元素if cur.next == None:# 如果链表只有这一个节点self._head = Noneelse:# 将第二个节点的prev设置为Nonecur.next.prev = None# 将_head指向第二个节点self._head = cur.nextreturnwhile cur != None:if cur.item == item:# 将cur的前一个节点的next指向cur的后一个节点cur.prev.next = cur.next# 将cur的后一个节点的prev指向cur的前一个节点cur.next.prev = cur.prevbreakcur = cur.next

单向循环链表遍历和求长度

单向循环链表：尾部指向头节点，其余与单链表相同

栈与队列的概念

栈，一种容器，存放数据

队列，只允许一端添加，另外一端获取

栈的代码实现：

class Stack(object):"""栈"""def __init__(self):self.items = []def is_empty(self):"""判断是否为空"""return self.items == []def push(self, item):"""加入元素"""self.items.append(item)def pop(self):"""弹出元素"""return self.items.pop()def peek(self):"""返回栈顶元素"""return self.items[len(self.items)-1]def size(self):"""返回栈的大小"""return len(self.items)if __name__ == "__main__":stack = Stack()stack.push("hello")stack.push("world")stack.push("itcast")print stack.size()print stack.peek()print stack.pop()print stack.pop()print stack.pop()

队列的代码实现：

class Queue(object):"""队列"""def __init__(self):self.items = []def is_empty(self):return self.items == []def enqueue(self, item):"""进队列"""self.items.insert(0,item)def dequeue(self):"""出队列"""return self.items.pop()def size(self):"""返回大小"""return len(self.items)if __name__ == "__main__":q = Queue()q.enqueue("hello")q.enqueue("world")q.enqueue("itcast")print q.size()print q.dequeue()print q.dequeue()print q.dequeue()

双端队列的代码实现：

class Deque(object):"""双端队列"""def __init__(self):self.items = []def is_empty(self):"""判断队列是否为空"""return self.items == []def add_front(self, item):"""在队头添加元素"""self.items.insert(0,item)def add_rear(self, item):"""在队尾添加元素"""self.items.append(item)def remove_front(self):"""从队头删除元素"""return self.items.pop(0)def remove_rear(self):"""从队尾删除元素"""return self.items.pop()def size(self):"""返回队列大小"""return len(self.items)if __name__ == "__main__":deque = Deque()deque.add_front(1)deque.add_front(2)deque.add_rear(3)deque.add_rear(4)print deque.size()print deque.remove_front()print deque.remove_front()print deque.remove_rear()print deque.remove_rear()

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