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链表
为什么需要链表
顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间，而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁，所以使用起来并不是很灵活。
链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。
链表的定义
链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是不像顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点（数据存储单元）里存放下一个节点的位置信息（即地址）。
单向链表
单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。
- 表元素域elem用来存放具体的数据。
- 链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
- 变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。
单向链表常用操作
遍历
插入
头部添加
指定位置添加
查找
删除
class Node(object):
"""节点"""
def __init__(self, elem):
self.elem = elem
self.next = None
# node = Node(100)
class singlelinklist(object):
"""单链表"""
def __init__(self, node=None):
self.__head = node
def isempty(self):
return self.__head == None
def length(self):
# cur游标
cur = self.__head
# count记录数量
count = 0
while cur != None:
count = count + 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历整个链表"""
cur = self.__head
while cur != None:
print(cur.elem, end=" ")
cur = cur.next
def add(self, item):
"""头插法"""
node = Node(item)
node.next = self.__head
self.__head = node
def append(self, item):
"尾插法"
node = Node(item)
if self.isempty():
self.__head = node
else:
cur = self.__head
while cur.next != None:
cur = cur.next
cur.next = node
def insert(self, pos, item):
"""相应位置插入元素"""
if pos <= 0:
self.add(item)
elif pos >= (self.length() - 1):
self.append(item)
else:
node = Node(item)
prior = self.__head
count = 0
while count < (pos - 1):
count += 1
prior = prior.next
node.next = prior.next
prior.next = node
def remove(self, item):
"""删除给定的节点"""
cur = self.__head
pre = None
while cur != None:
if cur.elem == item:
# 先判断此节点是否是头结点
if cur == self.__head:
self.__head = cur.next
else:
pre.next = cur.next
break
else:
pre = cur
cur = cur.next
def search(self, item):
""""查找节点是否存在"""
cur = self.__head
while cur != None:
if cur.elem == item:
return True
else:
cur = cur.next
return False
if __name__ == '__main__':
ll = singlelinklist()
print(ll.isempty())
print(ll.length())
for i in range(1, 7):
ll.append(i)
ll.insert(4, 200)
ll.travel()
链表与顺序表的对比
链表失去了顺序表随机读取的优点，同时链表由于增加了结点的指针域，空间开销比较大，但对存储空间的使用要相对灵活。
链表与顺序表的各种操作复杂度如下所示：
| 操作 | 链表 | 顺序表 |
|---|---|---|
| 访问元素 | O(n) | O(1) |
| 在头部插入/删除 | O(1) | O(n) |
| 在尾部插入/删除 | O(n) | O(1) |
| 在中间插入/删除 | O(n) | O(n) |
注意虽然表面看起来复杂度都是 O(n)，但是链表和顺序表在插入和删除时进行的是完全不同的操作。链表的主要耗时操作是遍历查找，删除和插入操作本身的复杂度是O(1)。顺序表查找很快，主要耗时的操作是拷贝覆盖。因为除了目标元素在尾部的特殊情况，顺序表进行插入和删除时需要对操作点之后的所有元素进行前后移位操作，只能通过拷贝和覆盖的方法进行。
转载：https://blog.csdn.net/weixin_40118768/article/details/101038180
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