連結串列

連結串列是計算機的一種資料結構，是一種物理儲存單元上非連續、非順序的儲存結構，資料元素的邏輯順序是通過連結串列中的指標連結次序實現的。連結串列由一系列結點（連結串列中每一個元素稱為結點）組成，結點可以在執行時動態生成。每個結點包括兩個部分：一個是儲存資料元素的資料域，另一個是儲存下一個結點地址的指標域。

如上圖，一個簡單的單向連結串列。可見節點由資料和指標構成。

在python中沒有指標，我們要用引用來代替指標，下文用指標來說，但是在這不是指標，是引用。

1 class node():
2     def __init__(self,data=0,next=None):
3         self.data=data
 
4         self.next=next

如上圖，建立了節點

之後我們要讓節點連起來，組成連結串列

1 class linklist():
2     def __init__(self):
3         self.head=None
4         self.len=0

在連結串列中，頭結點很重要，一般會從頭結點開始遍歷連結串列

參考了一些其他的部落格，總結得出，我們對連結串列主要有以下的操作：

1.在連結串列尾新增節點

2.在連結串列中插入節點

3.在連結串列中刪除節點

4.在連結串列中搜索節點

5.在連結串列中修改節點

6.遍歷輸出連結串列資料

1.在連結串列尾新增節點（和陣列中append（）函式作用相同）

思路：找到尾節點，讓尾結點next的指標為新節點

　　 如果連結串列為空，直接新增新節點

 1     def append_node(self,data):
 2         newnode=node(data,None)
 3         temp=self.head
 4         if self.head==None:
 5             self.head=newnode
 6         else :
 7             while temp.next!=None:
 8                 temp=temp.next
 9             temp.next=newnode
 
10             self.len+=1

2.在連結串列中插入節點

思路：新節點指向插入位置的節點，插入位置前一個節點指向新節點。如果插入到首位，只用執行前半句

 1     def insert(self,number,newdata):
 2         temp = self.head
 3         j = 0
 4         newnode=node(newdata)
 5         if self.len < number:
 6             print("error")
 7         else:
 8             while j < number-1:
 9                 temp = temp.next
10                 j += 1
11             newnode.next=temp.next
12             temp.next=newnode
13             self.len+=1

3.在連結串列中刪除節點

思路：讓刪除節點前節點指向刪除節點指向的節點，清除刪除節點所佔用的記憶體。（在python中不會記憶體管理，第二句就不執行了）

 1     def del_node(self,number):#首項為0
 2         temp=self.head
 3         j=0
 4         if self.len<number:
 5             print("error")
 6         else:
 7             while j<number-1:
 8                 temp = temp.next
 9                 j+=1
10             temp.next=temp.next.next
11             self.len-=1

4.在連結串列中搜索節點

思路：從頭結點開始遍歷連結串列。

1     def search_node(self,data):
2         temp = self.head
3         j = 0
4         while temp.next!=None:
5             temp = temp.next
6             j += 1
7             if temp.data==data:
8                 break
9         return j

5.在連結串列中修改節點

思路：從頭結點開始遍歷連結串列，找到目標節點後修改其資料。

 1     def change_data(self,number,newdata):
 2         temp = self.head
 3         j = 0
 4         if self.len < number:
 5             print("error")
 6         else:
 7             while j < number:
 8                 temp = temp.next
 9                 j += 1
10             temp.data=newdata

6.遍歷輸出連結串列資料

思路：從頭結點開始遍歷連結串列並輸出資料。

1     def print_list(self):
2         temp=self.head
3         while temp.next!=None:
4             print(temp.data,"-> ",end="")
5             temp=temp.next
6         print(temp.data)

完整程式碼，有需要請自取：

 1 class node():
 2     def __init__(self,data=0,next=None):
 3         self.data=data
 4         self.next=next
 5 
 6 class linklist():
 7     def __init__(self):
 8         self.head=None
 9         self.len=0
10 
11     def append_node(self,data):
12         newnode=node(data,None)
13         temp=self.head
14         if self.head==None:
15             self.head=newnode
16         else :
17             while temp.next!=None:
18                 temp=temp.next
19             temp.next=newnode
20             self.len+=1
21 
22     def print_list(self):
23         temp=self.head
24         while temp.next!=None:
25             print(temp.data,"-> ",end="")
26             temp=temp.next
27         print(temp.data)
28 
29     def del_node(self,number):#首項為0
30         temp=self.head
31         j=0
32         if self.len<number:
33             print("error")
34         else:
35             while j<number-1:
36                 temp = temp.next
37                 j+=1
38             temp.next=temp.next.next
39             self.len-=1
40 
41     def search_node(self,data):
42         temp = self.head
43         j = 0
44         while temp.next!=None:
45             temp = temp.next
46             j += 1
47             if temp.data==data:
48                 break
49         return j
50 
51     def change_data(self,number,newdata):
52         temp = self.head
53         j = 0
54         if self.len < number:
55             print("error")
56         else:
57             while j < number:
58                 temp = temp.next
59                 j += 1
60             temp.data=newdata
61 
62     def insert(self,number,newdata):
63         temp = self.head
64         j = 0
65         newnode=node(newdata)
66         if self.len < number:
67             print("error")
68         else:
69             while j < number-1:
70                 temp = temp.next
71                 j += 1
72             newnode.next=temp.next
73             temp.next=newnode
74             self.len+=1
75 
76 a=linklist()
77 for i in range (0,10):
78     a.append_node(i)
79 print("append_node:  ",end="")
80 a.print_list()
81 print("del_node(2):  ",end="")
82 a.del_node(2)
83 a.print_list()
84 print("search_node(5):  ",end="")
85 print(a.search_node(5))
86 print("change_data(4,999):  ",end="")
87 a.change_data(4,999)
88 a.print_list()
89 print("a.insert(4,19909)):  ",end="")
90 a.insert(4,19909)
91 a.print_list()