常用线性结构——无序列表(Underedlist)的链表python实现

  • Post author:
  • Post category:python




定义


无序列表

:一种数据项按照相对位置存放的数据集 被称为“无序表unordered list”。

为了简单起见,我们假设列表不能包含重复项:例如,

整数 54,26,93,17,77 和 31 的集合可以表示考试分数的简单无序列表

。请注意,我们将它们用逗号分隔,这是列表结构的常用方式。如果用无序表表示,

这个列表显示 [54,26,93,17,77,31]



无序表list操作:

  • List() 创建一个新的空列表。它不需要参数,并返回一个空列表。
  • add(item) 向列表中添加一个新项。它需要 item 作为参数,并不返回任何内容。假定该 item 不在列表中。
  • remove(item) 从列表中删除该项。它需要 item 作为参数并修改列表。假设项存在于列表中。
  • search(item) 搜索列表中的项目。它需要 item 作为参数,并返回一个布尔值。
  • isEmpty() 检查列表是否为空。它不需要参数,并返回布尔值。
  • size()返回列表中的项数。它不需要参数,并返回一个整数。
  • append(item) 将一个新项添加到列表末尾,使其成为集合中最后一项。它需要 item 作为参数,并不返回任何内容。假定该项不在列表中。
  • index(item) 返回项在列表中的位置。它需要 item 作为参数并返回索引。假定该项在列表中。
  • insert(pos,item) 在位置 pos 处向列表中添加一个新项。它需要 item作为参数并不返回任何内容。假设该项不在列表中,并且有足够的现有项使其有 pos 的位置。
  • pop() 删除并返回列表中的最后一个项。假设该列表至少有一个项。
  • pop(pos) 删除并返回位置 pos 处的项。它需要 pos 作为参数并返回项。假定该项在列表中。



链表实现无序表


链接表

:不需要数据项依次存放在连续的存储空间内。

数据存放位置没有规则,但是数据项间建立链接指向,就可以保持其前后相对位置



节点node类

链表实现的最基本元素,由列表项(item,数据字段)和对应下一节点的引用组成。其包含访问、修改数据,以及访问下一个引用的等操作。

实现代码:

class Node:
    def __init__(self,initdata):
        self.data = initdata
        self.next = None

    def getData(self):
        return self.data

    def getNext(self):
        return self.next

    def setData(self,newdata):
        self.data = newdata

    def setNext(self,newnext):
        self.next = newnext
#创建一个Node对象
temp=Node(93)

在这里插入图片描述



Unordered list 类

无序列表将从一组节点构建,每个节点通过显式引用链接到下一个节点。只要我们知道在哪里找到第一个节点(包含第一个项),之后的每个项可以通过连续跟随下一个链接找到。考虑到这一点,

UnorderedList 类必须保持对第一个节点的引用



设立一个属性head,保存对第一个节点的引用,并判断是否为空

class UnorderedList:

    def __init__(self):
        self.head = None
    
    def isEmpty(self):
	    return self.head == None

在这里插入图片描述

Underedlist其他操作python实现:

    
    def isEmpty(self):
	    return self.head == None
	
	def add(self,item):
	    temp = Node(item)
	    #更改新节点的下一个引用以引用旧链表的第一个节点
	    temp.setNext(self.head)
	    #赋值语句设置列表的头
	    self.head = temp
		#访问和赋值的顺序不能颠倒,因为head是链表节点唯一的外部引用,颠倒将导致所有原始节点丢失并且不能再被访问
		
	def size(self):
	    current = self.head
	    count = 0
	    while current != None:
	        count = count + 1
	        current = current.getNext()

	    return count
	
	def search(self,item):
	    current = self.head
	    found = False
	    while current != None and not found:
	        if current.getData() == item:
	            found = True
	        else:
	            current = current.getNext()

	    return found

	def remove(self,item):
	    current = self.head
	    previous = None
	    found = False
	    while not found:
	        if current.getData() == item:
	            found = True
	        #previous 必须先将一个节点移动到 current 的位置。此时,才可以移动current
	        else:
	            previous = current
	            current = current.getNext()
		#如果要删除的项目恰好是链表中的第一个项,链表的 head 需要改变
	    if previous == None:
	        self.head = current.getNext()
	    else:
	        previous.setNext(current.getNext())

操作过程解析:


链表的次序很重要!


链表的查找都是从表头head开始,沿着next逐个查找,因此,添加数据项最快的位置是表头,链表的首位置。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

remove方法需要两个步骤

  1. 搜索
  2. 删除,

    但是current实际指向的是目标节点的引用,直接删除会删除前一个节点,因此引入previous这个外部引用。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述



链表的算法分析

对于链表的复杂度分析,主要看相应的方法是否涉及到链表的遍历。

在这里插入图片描述

注意:链表实现的list,跟python内置的列表数据类型不同,其时间复杂度也有所差异,主要是因为

python内置的列表数据类型是基于顺序存储来实现的,并进行了优化

参考来源:陈斌,《数据结构与算法python版》

https://www.icourse163.org/learn/PKU-1206307812?tid=1450242471#/learn/content?type=detail&id=1214420511&cid=1218119335



版权声明:本文为cy15625010944原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。