链表数据结构的定义和结构分析

见解分享

2024-01-13 09:45:33

前言

大家好，今天我们来聊一聊链表数据结构的定义和结构。

链表是什么？

链表是一种线性数据结构，它由一组结点组成，每个结点存储着一个数据项和指向下一个结点的指针。结点可以是任何数据类型，指针指向下一个结点的地址。链表可以是单链表、双链表或循环链表。

链表的特点

链表有以下特点：

结点可以随机分配在内存中，不需要连续存储。
结点之间通过指针连接，形成一个链式结构。
链表可以动态地增删结点，非常灵活。
链表的查找效率较低，因为需要遍历整个链表才能找到目标结点。

链表的应用

链表广泛应用于各种领域，比如：

操作系统中的内存管理
编译器中的符号表
数据库中的索引
图形图像处理中的存储结构
网络协议中的数据传输

链表的数据结构

链表的数据结构如下：

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

class LinkedList:
  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 remove_at_head(self):
    if self.head is None:
      return
    self.head = self.head.next
    if self.head is None:
      self.tail = None

  def remove_at_tail(self):
    if self.tail is None:
      return
    if self.head == self.tail:
      self.head = None
      self.tail = None
    else:
      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_node(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