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数据结构与算法之单链表和单向循环链表的实现及区别
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2024-01-26 05:22:20
单链表与单向循环链表的基本概念
1. 单链表
单链表是一种线性表,它由一系列的节点组成,每个节点包含一个数据项和一个指向下一个节点的指针。单链表的第一个节点称为头节点,最后一个节点称为尾节点。
2. 单向循环链表
单向循环链表是单链表的变种,它的尾节点指向头节点,形成一个闭合的环。单向循环链表的优势在于,它可以方便地进行遍历,并且不需要显式地记录尾节点的位置。
单链表与单向循环链表的实现
1. 单链表的实现
class Node:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None
class SingleLinkedList:
def __init__(self):
self.head = None
self.tail = None
def insert_at_head(self, data):
new_node = Node(data)
new_node.next = self.head
self.head = new_node
if self.tail is None:
self.tail = new_node
def insert_at_tail(self, data):
new_node = Node(data)
if self.tail is None:
self.head = new_node
self.tail = new_node
else:
self.tail.next = new_node
self.tail = new_node
def delete_at_head(self):
if self.head is None:
return
self.head = self.head.next
if self.head is None:
self.tail = None
def delete_at_tail(self):
if self.tail is None:
return
current_node = self.head
while current_node.next != self.tail:
current_node = current_node.next
current_node.next = None
self.tail = current_node
def find(self, data):
current_node = self.head
while current_node is not None:
if current_node.data == data:
return current_node
current_node = current_node.next
return None
def traverse(self):
current_node = self.head
while current_node is not None:
print(current_node.data)
current_node = current_node.next
### 2. 单向循环链表的实现
```python
class Node:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None
class SingleCircularLinkedList:
def __init__(self):
self.head = None
def insert_at_head(self, data):
new_node = Node(data)
if self.head is None:
new_node.next = new_node
self.head = new_node
else:
current_node = self.head
while current_node.next != self.head:
current_node = current_node.next
current_node.next = new_node
new_node.next = self.head
def insert_at_tail(self, data):
new_node = Node(data)
if self.head is None:
new_node.next = new_node
self.head = new_node
else:
current_node = self.head
while current_node.next != self.head:
current_node = current_node.next
current_node.next = new_node
new_node.next = self.head
def delete_at_head(self):
if self.head is None:
return
if self.head.next == self.head:
self.head = None
else:
current_node = self.head
while current_node.next != self.head:
current_node = current_node.next
current_node.next = self.head.next
self.head = self.head.next
def delete_at_tail(self):
if self.head is None:
return
if self.head.next == self.head:
self.head = None
else:
current_node = self.head
while current_node.next.next != self.head:
current_node = current_node.next
current_node.next = self.head
def find(self, data):
current_node = self.head
while current_node.next != self.head:
if current_node.data == data:
return current_node
current_node = current_node.next
if current_node.data == data:
return current_node
return None
def traverse(self):
current_node = self.head
while current_node.next != self.head:
print(current_node.data)
current_node = current_node.next
print(current_node.data)
单链表与单向循环链表的区别
1. 结构
单链表的尾节点指向空,而单向循环链表的尾节点指向头节点。
2. 遍历
单链表的遍历需要从头节点开始,依次访问每个节点,直到遇到空节点。而单向循环链表的遍历可以从任意一个节点开始,并且可以一直遍历下去,直到回到起始节点。
3. 应用场景
单链表常用于需要频繁插入和删除节点的场景,如栈和队列。而单向循环链表常用于需要遍历整个链表的场景,如约瑟夫环问题。
结束语
单链表和单向循环链表都是非常重要的数据结构,它们在不同的场景下都有着广泛的应用。希望本文能够帮助您更好地理解单链表和单向循环链表的基本概念、实现方法和区别。