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一、双向链表
双向链表示例图
结点node里有三个部分：pre(指向上一结点next的指针)、elem(元素)和next(指向下一结点的指针)，head指针指向头结点
二、双向链表的操作
1、判断链表是否为空
def is_empty(self):
# 链表是否为空
if self.__head is None:
return True
else:
return False2，链表长度
def length(self):
# 链表长度
if self.is_empty():
return 0
count = 0
cur = self.__head
while cur.next is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count3，遍历整个链表
def travel(self):
# 遍历整个链表
if self.is_empty():
return
cur = self.__head
while cur.next is not None:
print(cur.elem, end=' ')
cur = cur.next
print(cur.elem)4，在链表头部添加元素
def add(self, item):
# 链表头部添加元素
node = Node(item)
if self.is_empty(): # 原本是空链表的就让头指针直接指向这个新添加的元素结点
self.__head = node
else: # 链表不为空时
node.next = self.__head # 新结点的next指针指向头指针所指的结点
self.__head.pre = node.next # 再将头指针结点的pre指针指向新结点的next
self.__head = node # 最后修改头指针指向新结点
5、链表尾部添加元素
def append(self, item):
# 链表尾部添加元素
# 创建新结点
node = Node(item)
# 是空链表就把头节点指向这个节点
if self.is_empty():
self.__head = node
else:
cur = self.__head
while cur.next is not None: # 循环找到尾部结点的指向，当退出循环时指针已指向最后一个结点
cur = cur.next
cur.next = node # 将尾部结点的next指向新结点
node.pre = cur.next # 新结点的pre指向尾结点的next
6，在指定位置插入元素
因为插入的代码比较难理解，所以这里画了个图帮助理解
新结点node值是100，要插入到原链表11，22，33的下标为2的位置（也就是pos为2的位置插入100），所以就要修改指针的指向做到插入结点的目的
步骤：
根据给定的pos位置去遍历让指针指向要插入的位置的上一个结点cur.next
按红色箭头和数字顺序修改指针指向即可：
1.cur.next.pre现让它指向新结点100的next区域
2.新结点100的next区域指向33这个结点（不是pre区域）
3.新结点pre区域指向结点22的next区域
4.结点22的next区域指向新结点100（不是pre区域）
重新改变这四个指针的指向后就完成了插入
def insert(self, pos, item):
# 位置pos在第一个元素之前，则在头部插入
if pos <= 0:
self.add(item)
# 位置pos大于总长度，则在尾部插入
elif pos > self.length():
self.append(item)
else:
# 指定位置添加元素
# 创建新结点
node = Node(item)
count = 0
cur = self.__head # 当时指针
while count < (pos-1): # 循环找到指向pos位置结点的指针
count += 1
cur = cur.next
# 当上面退出循环时，说明cur已经指向了pos的位置
# 所以接下来修改四个指针的指向来实现插入元素
cur.next.pre = node.next # 1.将cur的下一结点的pre指向新结点next
node.next = cur.next # 2.将新结点的next指向cur的下一结点
cur.next = node # 3.将cur的next指向新结点
node.pre = cur.next # 4.将新结点的pre指向cur的next7，修改指定位置的元素
def modify(self, pos, item):
"""修改指定位置的元素"""
# 当指定的位置pos小于等于0时，则修改头部元素
if pos <= 0:
self.__head.elem = item
# 当pos大于等于链表总长度时，则修改尾部元素
elif pos >= self.length():
tail = self.__head
# 循环让指针指向尾部元素
while tail.next is not None:
tail = tail.next
tail.elem = item # 修改尾部元素
else:
count = 0
tail = self.__head
# 循环指针找到指定的位置
while count < pos: # 1.当不满足条件退出循环时，说明指针已经指向了给定的pos位置
tail = tail.next
count += 1
tail.elem = item # 2.将pos位置的元素修改8，删除元素
def remove(self, item):
# 删除节点
cur = self.__head # cur当前指针
forword = None # 前一个指针
# 遍历链表当时指针
while cur is not None:
# 如果找到了要删除的元素
if cur.elem == item:
# 要删除的元素刚好是头部元素，就把头指针指向当前的下一个结点
if cur == self.__head:
self.__head = cur.next
else:
forword.next = cur.next # 如果不是头元素指针就继续向后走
return
else: # 未找到要删除的元素，指针向后走，继续遍历
forword = cur
cur = cur.next9、查找元素是否存在
def search(self, item):
# 查找节点是否存在
cur = self.__head
while cur.next is not None:
# 找到了返回True,未找到指向下一个继续遍历
if cur.elem == item:
return True
cur = cur.next
# 查找的元素在最后一个，遍历后指向最后一个，但是没有进入循环，所以需要在循环体外判断一次
if cur.elem == item:
return True
return False三、完整代码
class Node():
def __init__(self, elem):
# 双向链表结点
self.pre = None
self.elem = elem
self.next = None
class DoubleLinkList():
def __init__(self, node=None):
self.__head = node
def is_empty(self):
# 链表是否为空
if self.__head is None:
return True
else:
return False
def length(self):
# 链表长度
if self.is_empty():
return 0
count = 0
cur = self.__head
while cur.next is not None:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
# 遍历整个链表
if self.is_empty():
return
cur = self.__head
while cur.next is not None:
print(cur.elem, end=' ')
cur = cur.next
print(cur.elem)
def add(self, item):
# 链表头部添加元素
node = Node(item)
if self.is_empty(): # 原本是空链表的就让头指针直接指向这个新添加的元素结点
self.__head = node
else: # 链表不为空时
node.next = self.__head # 新结点的next指针指向头指针所指的结点
self.__head.pre = node.next # 再将头指针结点的pre指针指向新结点的next
self.__head = node # 最后修改头指针指向新结点
def append(self, item):
# 链表尾部添加元素
# 创建新结点
node = Node(item)
# 是空链表就把头节点指向这个节点
if self.is_empty():
self.__head = node
else:
cur = self.__head
while cur.next is not None: # 循环找到尾部结点的指向，当退出循环时指针已指向最后一个结点
cur = cur.next
cur.next = node # 将尾部结点的next指向新结点
node.pre = cur.next # 新结点的pre指向尾结点的next
def modify(self, pos, item):
"""修改指定位置的元素"""
# 当指定的位置pos小于等于0时，则修改头部元素
if pos <= 0:
self.__head.elem = item
# 当pos大于等于链表总长度时，则修改尾部元素
elif pos >= self.length():
tail = self.__head
# 循环让指针指向尾部元素
while tail.next is not None:
tail = tail.next
tail.elem = item # 修改尾部元素
else:
count = 0
tail = self.__head
# 循环指针找到指定的位置
while count < pos: # 1.当不满足条件退出循环时，说明指针已经指向了给定的pos位置
tail = tail.next
count += 1
tail.elem = item # 2.将pos位置的元素修改
def insert(self, pos, item):
# 位置pos在第一个元素之前，则在头部插入
if pos <= 0:
self.add(item)
# 位置pos大于总长度，则在尾部插入
elif pos > self.length():
self.append(item)
else:
# 指定位置添加元素
# 创建新结点
node = Node(item)
count = 0
cur = self.__head # 当时指针
while count < (pos-1): # 循环找到指向pos位置结点的指针
count += 1
cur = cur.next
# 当上面退出循环时，说明cur已经指向了pos的位置
# 所以接下来修改四个指针的指向来实现插入元素
cur.next.pre = node.next # 1.将cur的下一结点的pre指向新结点next
node.next = cur.next # 2.将新结点的next指向cur的下一结点
cur.next = node # 3.将cur的next指向新结点
node.pre = cur.next # 4.将新结点的pre指向cur的next
def remove(self, item):
# 删除节点
cur = self.__head # cur当前指针
forword = None # 前一个指针
# 遍历链表当时指针
while cur is not None:
# 如果找到了要删除的元素
if cur.elem == item:
# 要删除的元素刚好是头部元素，就把头指针指向当前的下一个结点
if cur == self.__head:
self.__head = cur.next
else:
forword.next = cur.next # 如果不是头元素指针就继续向后走
return
else: # 未找到要删除的元素，指针向后走，继续遍历
forword = cur
cur = cur.next
def search(self, item):
# 查找节点是否存在
cur = self.__head
while cur.next is not None:
# 找到了返回True,未找到指向下一个继续遍历
if cur.elem == item:
return True
cur = cur.next
# 查找的元素在最后一个，遍历后指向最后一个，但是没有进入循环，所以需要在循环体外判断一次
if cur.elem == item:
return True
return False
if __name__ == '__main__':
ll = DoubleLinkList()
print(ll.is_empty())
print(ll.length())
ll.travel()
print('add')
ll.add(9)
ll.travel()
ll.add(10)
ll.travel()
print('append')
ll.append(13)
ll.travel()
print('insert')
ll.insert(1, 33)
ll.travel()
print('remove')
ll.remove(10)
ll.travel()
print('modify')
ll.modify(2, 100)
ll.travel()
print(ll.search(9))