python 資料結構之單連結串列的實現

連結串列的定義：

　　連結串列(linked list)是由一組被稱為結點的資料元素組成的資料結構，每個結點都包含結點本身的資訊和指向下一個結點的地址。由於每個結點都包含了可以連結起來的地址資訊，所以用一個變數就能夠訪問整個結點序列。也就是說，結點包含兩部分資訊：一部分用於儲存資料元素的值，稱為資訊域；另一部分用於儲存下一個資料元素地址的指標，稱為指標域。連結串列中的第一個結點的地址儲存在一個單獨的結點中，稱為頭結點或首結點。連結串列中的最後一個結點沒有後繼元素，其指標域為空。　　

如下圖所示：

 

單連結串列的結構：

單連結串列的插入和刪除示意圖：

 

python實現程式碼：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

class Node(object):
    def __init__(self,val,p=0):
        self.data = val
        self.next = p

class LinkList(object):
    def __init__(self):
        self.head = 0

    def __getitem__(self, key):

        if self.is_empty():
            print 'linklist is empty.'
            return

        elif key <0  or key > self.getlength():
            print 'the given key is error'
            return

        else:
            return self.getitem(key)



    def __setitem__(self, key, value):

        if self.is_empty():
            print 'linklist is empty.'
            return

        elif key <0  or key > self.getlength():
            print 'the given key is error'
            return

        else:
            self.delete(key)
            return self.insert(key)

    def initlist(self,data):

        self.head = Node(data[0])

        p = self.head

        for i in data[1:]:
            node = Node(i)
            p.next = node
            p = p.next

    def getlength(self):

        p =  self.head
        length = 0
        while p!=0:
            length+=1
            p = p.next

        return length

    def is_empty(self):

        if self.getlength() ==0:
            return True
        else:
            return False

    def clear(self):

        self.head = 0


    def append(self,item):

        q = Node(item)
        if self.head ==0:
            self.head = q
        else:
            p = self.head
            while p.next!=0:
                p = p.next
            p.next = q


    def getitem(self,index):

        if self.is_empty():
            print 'Linklist is empty.'
            return
        j = 0
        p = self.head

        while p.next!=0 and j <index:
            p = p.next
            j+=1

        if j ==index:
            return p.data

        else:

            print 'target is not exist!'

    def insert(self,index,item):

        if self.is_empty() or index<0 or index >self.getlength():
            print 'Linklist is empty.'
            return

        if index ==0:
            q = Node(item,self.head)

            self.head = q

        p = self.head
        post  = self.head
        j = 0
        while p.next!=0 and j<index:
            post = p
            p = p.next
            j+=1

        if index ==j:
            q = Node(item,p)
            post.next = q
            q.next = p


    def delete(self,index):

        if self.is_empty() or index<0 or index >self.getlength():
            print 'Linklist is empty.'
            return

        if index ==0:
            q = Node(item,self.head)

            self.head = q

        p = self.head
        post  = self.head
        j = 0
        while p.next!=0 and j<index:
            post = p
            p = p.next
            j+=1

        if index ==j:
            post.next = p.next

    def index(self,value):

        if self.is_empty():
            print 'Linklist is empty.'
            return

        p = self.head
        i = 0
        while p.next!=0 and not p.data ==value:
            p = p.next
            i+=1

        if p.data == value:
            return i
        else:
            return -1


l = LinkList()
l.initlist([1,2,3,4,5])
print l.getitem(4)
l.append(6)
print l.getitem(5)

l.insert(4,40)
print l.getitem(3)
print l.getitem(4)
print l.getitem(5)

l.delete(5)
print l.getitem(5)

l.index(5)

結果：

5
6
4
40
5
6