Python单向循环链表原理与实现详解
本文详细介绍Python中单向循环链表的原理及实现方法。单向循环链表是单链表的变形,其尾节点指向头节点形成闭环。文章涵盖了判断空、获取长度、遍历、头尾添加、指定位置插入、删除及查找等核心操作的具体实现代码与运行结果分析,帮助读者深入理解并掌握该数据结构的应用。
单向循环链表概述
本文通过具体实例解析Python单向循环链表的原理及其实现方式,旨在为读者提供清晰的参考与学习材料。
单向循环链表
单向循环链表可视为单链表的一种变体。其关键特征在于,链表中最后一个节点的next指针不再指向None,而是重新指向链表的头节点,从而形成一个闭环结构。

链表核心操作方法
基本操作
- is_empty():用于判断链表当前是否为空状态。
- length():返回当前链表中节点的数量。
- travel():执行链表遍历操作,依次访问所有节点。
- add(item):在链表头部插入一个新节点。
- append(item):在链表尾部追加一个新节点。
- insert(pos, item):在指定的位置pos处插入一个新节点。
- remove(item):从链表中移除第一个匹配指定值的节点。
- search(item):检查链表中是否存在指定值的节点,并返回布尔结果。
Python代码实现与测试
代码实现
# -*- coding:utf-8 -*-
#! python3
class Node(object):
"""节点"""
def __init__(self, item):
self.item = item
self.next = None
class SinCycLinkedlist(object):
"""单向循环链表"""
def __init__(self):
self.__head = None
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self.__head == None
def length(self):
"""返回链表的长度"""
# 如果链表为空,返回长度0
if self.is_empty():
return 0
count = 1
cur = self.__head
while cur.next != self.__head:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历链表"""
if self.is_empty():
return
cur = self.__head
print(cur.item,)
while cur.next != self.__head:
cur = cur.next
print(cur.item,)
print("")
def add(self, item):
"""头部添加节点"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.__head = node
node.next = self.__head
else:
# 添加的节点指向_head
node.next = self.__head
# 移到链表尾部,将尾部节点的next指向node
cur = self.__head
while cur.next != self.__head:
cur = cur.next
cur.next = node
# _head指向添加node的
self.__head = node
def append(self, item):
"""尾部添加节点"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.__head = node
node.next = self.__head
else:
# 移到链表尾部
cur = self.__head
while cur.next != self.__head:
cur = cur.next
# 将尾节点指向node
cur.next = node
# 将node指向头节点_head
node.next = self.__head
def insert(self, pos, item):
"""在指定位置添加节点"""
if pos <= 0:
self.add(item)
elif pos > (self.length() - 1):
self.append(item)
else:
node = Node(item)
cur = self.__head
count = 0
# 移动到指定位置的前一个位置
while count < (pos - 1):
count += 1
cur = cur.next
node.next = cur.next
cur.next = node
def remove(self, item):
"""删除一个节点"""
# 若链表为空,则直接返回
if self.is_empty():
return
# 将cur指向头节点
cur = self.__head
pre = None
while cur.next != self.__head:
if cur.item == item:
# 先判断此结点是否是头节点
if cur == self.__head:
# 头节点的情况
# 找尾节点
rear = self.__head
while rear.next != self.__head:
rear = rear.next
self.__head = cur.next
rear.next = self.__head
else:
# 中间节点
pre.next = cur.next
return
else:
pre = cur
cur = cur.next
# 退出循环,cur指向尾节点
if cur.item == item:
if cur == self.__head:
# 链表只有一个节点
self.__head = None
else:
# pre.next = cur.next
pre.next = self.__head
def search(self, item):
"""查找节点是否存在"""
if self.is_empty():
return False
cur = self.__head
if cur.item == item:
return True
while cur.next != self.__head:
cur = cur.next
if cur.item == item:
return True
return False
if __name__ == "__main__":
ll = SinCycLinkedlist()
ll.add(1)
ll.add(2)
ll.append(3)
ll.insert(2, 4)
ll.insert(4, 5)
ll.insert(0, 6)
print("length:", ll.length())
ll.travel()
print(ll.search(3))
print(ll.search(7))
ll.remove(1)
print("length:", ll.length())
ll.travel()
程序运行输出如下:
length: 6 6 2 1 4 3 5
True False length: 5 6 2 4 3 5
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