雙向鏈表是在單向鏈表的基礎上更為復雜的數(shù)據結構，其中一個節(jié)點除了含有自身信息外，還應該含有下連接一下個節(jié)點和上一個節(jié)點的信息。
雙向鏈表適用于需要雙向查找節(jié)點值的場景中，在數(shù)據量難以估計并且數(shù)據增刪操作頻繁的場景中，雙向鏈表有一定優(yōu)勢；鏈表在內存中呈現(xiàn)的狀態(tài)是離散的地址塊，不需要像列表一樣預先分配內存空間，在內存的充分利用上更勝一籌，不過增加了一些額外開銷。
雙向鏈表結構如圖：
image
定義基本的節(jié)點類和鏈表類：
class Node:
"""節(jié)點類"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
class DLinkList:
"""
雙向列表類
"""
def __init__(self):
self.head = None
時間雙向鏈表類的基本屬性：是否為空，鏈表長度、鏈表遍歷；判斷鏈表是否為空只需要看頭部head是否指向空，鏈表遍歷只需要從頭部到最后一個節(jié)點的下一個節(jié)點指向為空的情況，同時鏈表長度也是根據最后一個節(jié)點的下一個節(jié)點是否指向空來判斷，基本實現(xiàn)如下：
class Node:
"""節(jié)點類"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
class DLinkList:
"""
雙向列表類
"""
def __init__(self):
self._head = None
@property
def is_empty(self):
return None == self._head
@property
def length(self):
if self.is_empty:
return 0
n = 1
cur = self._head
while None != cur.next:
cur = cur.next
n += 1
return n
@property
def ergodic(self):
if self.is_empty:
raise ValueError('ERROR NULL')
cur = self._head
print(cur.item)
while None != cur.next:
cur = cur.next
print(cur.item)
return True
接下來實現(xiàn)添加節(jié)點相關的操作，在頭部添加、任意位置添加、尾部添加，注意在任意插入節(jié)點的時候，需要對節(jié)點進行遍歷并計數(shù)，注意計數(shù)起始是1，而不是0，對應的節(jié)點是從第二個節(jié)點開始。
class Node:
"""節(jié)點類"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
class DLinkList:
"""
雙向列表類
"""
def __init__(self):
self._head = None
@property
def is_empty(self):
"""
是否為空
:return:
"""
return None == self._head
@property
def length(self):
"""
鏈表長度
:return:
"""
if self.is_empty:
return 0
n = 1
cur = self._head
while None != cur.next:
cur = cur.next
n += 1
return n
@property
def ergodic(self):
"""
遍歷鏈表
:return:
"""
if self.is_empty:
raise ValueError('ERROR NULL')
cur = self._head
print(cur.item)
while None != cur.next:
cur = cur.next
print(cur.item)
return True
def add(self, item):
"""
在頭部添加節(jié)點
:param item:
:return:
"""
node = Node(item)
if self.is_empty:
self._head = node
else:
node.next = self._head
self._head.prev = node
self._head = node
def append(self, item):
"""
在尾部添加節(jié)點
:return:
"""
if self.is_empty:
self.add(item)
else:
node = Node(item)
cur = self._head
while None != cur.next:
cur = cur.next
cur.next = node
node.prev = cur
def insert(self, index, item):
"""
在任意位置插入節(jié)點
:param index:
:param item:
:return:
"""
if index == 0:
self.add(item)
elif index+1 >= self.length:
self.append(item)
else:
n = 1
node = Node(item)
cur = self._head
while Node != cur.next:
pre = cur
cur = cur.next
if n == index:
break
pre.next = node
node.prev = pre
node.next = cur
cur.prev = node
在實現(xiàn)較為復雜的刪除節(jié)點操作和判斷節(jié)點是否存在的方法。
class Node:
"""節(jié)點類"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
self.prev = None
class DLinkList:
"""
雙向列表類
"""
def __init__(self):
self._head = None
@property
def is_empty(self):
"""
是否為空
:return:
"""
return None == self._head
@property
def length(self):
"""
鏈表長度
:return:
"""
if self.is_empty:
return 0
n = 1
cur = self._head
while None != cur.next:
cur = cur.next
n += 1
return n
@property
def ergodic(self):
"""
遍歷鏈表
:return:
"""
if self.is_empty:
raise ValueError('ERROR NULL')
cur = self._head
print(cur.item)
while None != cur.next:
cur = cur.next
print(cur.item)
return True
def add(self, item):
"""
在頭部添加節(jié)點
:param item:
:return:
"""
node = Node(item)
if self.is_empty:
self._head = node
else:
node.next = self._head
self._head.prev = node
self._head = node
def append(self, item):
"""
在尾部添加節(jié)點
:return:
"""
if self.is_empty:
self.add(item)
else:
node = Node(item)
cur = self._head
while None != cur.next:
cur = cur.next
cur.next = node
node.prev = cur
def insert(self, index, item):
"""
在任意位置插入節(jié)點
:param index:
:param item:
:return:
"""
if index == 0:
self.add(item)
elif index+1 >= self.length:
self.append(item)
else:
n = 1
node = Node(item)
cur = self._head
while Node != cur:
pre = cur
cur = cur.next
if n == index:
break
pre.next = node
node.prev = pre
node.next = cur
cur.prev = node
def search(self, item):
"""
查找節(jié)點是否存在
:param item:
:return:
"""
if self.is_empty:
raise ValueError("ERROR NULL")
cur = self._head
while None != cur:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False
def deltel(self, item):
"""刪除節(jié)點元素"""
if self.is_empty:
raise ValueError('ERROR NULL')
else:
cur = self._head
while None != cur:
if cur.item == item:
if not cur.prev: # 第一個節(jié)點
if None != cur.next: # 不止一個節(jié)點
self._head = cur.next
cur.next.prev = None
else: # 只有一個節(jié)點
self._head = None
else: # 不是第一個節(jié)點
if cur.next == None: # 最后一個節(jié)點
cur.prev.next = None
else: # 中間節(jié)點
cur.prev.next = cur.next
cur.next.prev = cur.prev
cur = cur.next
注意在刪除節(jié)點的時候要考慮幾種特殊情況:刪除節(jié)點為第一個節(jié)點，并且鏈表只有一個節(jié)點；刪除節(jié)點為第一個節(jié)點并且鏈表長度大于1；刪除節(jié)點是中間節(jié)點；刪除節(jié)點是最后一個節(jié)點；
image
編輯于 22:23
