Python实现双向链表，到底有多简单？原来如此！

2024-02-01 17:48:34

链表是一种常见的数据结构，在计算机科学中扮演着重要的角色。它以一系列节点组成，每个节点包含一个数据值和指向下一个节点的指针。链表的简单性和灵活性使它在各种应用中都非常有用，从存储文本到实现队列和栈。

链表的原理

链表是一种动态数据结构，这意味着它可以随着数据的添加和删除而不断改变大小。链表中的每个节点都包含一个数据值和指向下一个节点的指针。当需要添加一个新元素时，只需创建一个新的节点并将其链接到现有链表的末尾。当需要删除一个元素时，只需找到要删除的节点并将其从链表中分离出来。

链表的优势在于它可以很容易地插入和删除元素，而不需要移动其他元素。这使得它非常适合存储经常需要更新的数据，例如，购物车中的商品或正在播放的歌曲列表。

链表的种类

链表有许多不同的类型，包括：

单向链表：单向链表中的每个节点只包含一个指向下一个节点的指针。
双向链表：双向链表中的每个节点包含两个指针，一个指向下一个节点，另一个指向前一个节点。
循环链表：循环链表中的最后一个节点指向第一个节点，形成一个环。
跳表：跳表是一种链表，它使用额外的指针来快速访问链表中的元素。

用Python实现链表

在Python中，实现链表非常简单。只需要创建一个包含数据值和下一个节点指针的节点类。然后，就可以使用这些节点来构建一个链表。

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

class LinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None

    def add_to_head(self, data):
        new_node = Node(data)
        new_node.next = self.head
        self.head = new_node

    def add_to_tail(self, data):
        new_node = Node(data)
        if self.head is None:
            self.head = new_node
        else:
            current = self.head
            while current.next is not None:
                current = current.next
            current.next = new_node

    def remove_from_head(self):
        if self.head is None:
            return None
        data = self.head.data
        self.head = self.head.next
        return data

    def remove_from_tail(self):
        if self.head is None:
            return None
        if self.head.next is None:
            data = self.head.data
            self.head = None
            return data
        current = self.head
        while current.next.next is not None:
            current = current.next
        data = current.next.data
        current.next = None
        return data

    def print_list(self):
        current = self.head
        while current is not None:
            print(current.data, end=" ")
            current = current.next

# 创建一个链表
linked_list = LinkedList()

# 向链表中添加一些数据
linked_list.add_to_head(1)
linked_list.add_to_head(2)
linked_list.add_to_head(3)
linked_list.add_to_tail(4)
linked_list.add_to_tail(5)
linked_list.add_to_tail(6)

# 打印链表
linked_list.print_list()

# 从链表中删除一些数据
linked_list.remove_from_head()
linked_list.remove_from_tail()

# 再次打印链表
linked_list.print_list()