Python实现双向环形链表：原理与代码解析
发布时间：2026-10-15| 4人浏览过
本文详细解析了Python中双向环形链表的实现方法。通过引入头指针和双向指针，实现了节点的双向新增、遍历、插入与删除操作。文章提供了完整的代码示例及运行效果，帮助开发者深入理解双向环形链表的内存结构与操作逻辑。
双向链表的基本概念
此前介绍的单向链表和环形链表均仅支持单向遍历，无法直接从后续节点回溯至前驱节点，若需反向访问则必须执行反转操作。
双向链表的每个节点包含两个指针，分别指向其前驱和后继节点，从而支持从任意节点向两个方向遍历所有其他节点，使用便捷。然而，由于每个节点需存储两个指针，其空间开销相对较大。
在构建双向链表时，通常设置一个不存储实际数据的链表头指针，作为链表的固定参考点。
双向链表可分为非环形与环形两种结构。若为环形结构，尾节点的一个指针指向链表头，同时链表头的对应指针指向尾节点；若为非环形结构，尾节点和链表头的相应指针均指向None。
环形双向链表的设计思路
本文实现的是环形双向链表，允许从链表头出发，自由选择顺时针或逆时针方向进行各类操作。
核心功能涵盖环形双向链表的双向新增、双向遍历、双向插入及双向删除操作。
如图所示，双向环形链表中每个节点均被两个指针引用，同时每个节点也通过两个指针指向相邻节点，形成闭环结构。
Python代码实现与解析
具体实现代码如下：
class Player:
"""节点类"""
def __init__(self):
"""初始化姓名，分数，指针"""
self.name = ''
self.score = 0
self.rlink = None
self.llink = None
def ergodic(head, num=None, is_print=False, left=False):
"""遍历函数，num是遍历到哪一个位置序号，is_print是否触发打印方法，left表示是否由head开始往左遍历"""
ptr = head
count = 0
while True:
if num == count:
break
if not left:
if ptr.rlink != head:
ptr = ptr.rlink
else:
break
else:
if ptr.llink != head:
ptr = ptr.llink
else:
break
count += 1
if is_print:
print('No.'+str(count), ptr.llink.name if ptr.llink != head else 'head', '<---',
ptr.name, ptr.score, '--->', ptr.rlink.name if ptr.rlink != head else 'head')
return ptr # 返回遍历完成后的最后一个节点
head = Player() # 初始化一个链表头指针，不用来存放任何数据
head.rlink = head # 初始化右指针
head.llink = head # 初始化左指针
while True:
select = input("(1).新增 (2).查看 (3).插入 (4).删除 (5).离开\n输入：")
if select == "1": # 新增节点，分为右新增和左新增
direction = input("(1).右新增 (2).左新增\n输入：")
if direction not in ("1", "2"):
print("输入错误")
continue
new_data = Player()
new_data.name = input("姓名：")
new_data.score = input("分数：")
if direction == "1": # 右新增
ptr = ergodic(head) # 从head开始向右遍历获取最后一个节点
ptr.rlink = new_data
new_data.llink = ptr
new_data.rlink = head
head.llink = new_data
else: # 左新增
ptr = ergodic(head, left=True) # 从head开始向左遍历获取最后一个节点
ptr.llink = new_data
new_data.rlink = ptr
new_data.llink = head
head.rlink = new_data
elif select == "2": # 遍历查看所有节点，分为右遍历和左遍历
direction = input("(1).右遍历 (2).左遍历\n输入：")
if direction == "1": # 右遍历
ergodic(head, is_print=True)
elif direction == "2": # 左遍历
ergodic(head, is_print=True, left=True)
else:
print("输入错误")
elif select == '3': # 插入节点，分为右插入和左插入
direction = input("(1).右插入 (2).左插入\n输入：")
if direction not in ("1", "2"):
print("输入错误")
continue
try:
num = int(input("请输入需要插入的节点位置序号：")) # 输入序号必须是大于0的正整数，如果输入大于最后一个节点的序号则插入到最后一个节点之后
if num < 1:
print("输入必须为大于0的正整数")
continue
except ValueError:
print("输入有误")
continue
insert_data = Player()
insert_data.name = input("姓名：")
insert_data.score = input("分数：")
if direction == "1": # 右插入
ptr = ergodic(head, num - 1) # 获取需要插入位置的前一个节点，新插入的节点就在这个节点的后面
insert_data.llink = ptr
insert_data.rlink = ptr.rlink
ptr.rlink = insert_data
insert_data.rlink.llink = insert_data
else: # 左插入
ptr = ergodic(head, num - 1, left=True)
insert_data.rlink = ptr
insert_data.llink = ptr.llink
ptr.llink = insert_data
insert_data.llink.rlink = insert_data
elif select == '4': # 删除节点，分为右删除和左删除
direction = input("(1).右删除 (2).左删除\n输入：")
if direction not in ("1", "2"):
print("输入错误")
continue
try:
num = int(input("请输入需要删除的节点位置序号：")) # 输入序号必须是大于0的正整数，如果输入大于最后一个节点的序号则删除最后一个节点
if num < 1:
print("输入必须为大于0的正整数")
continue
except ValueError:
print("输入有误")
continue
if direction == "1": # 右删除
ptr = ergodic(head, num) # 获取需要删除的节点
else: # 左删除
ptr = ergodic(head, num, left=True)
ptr.llink.rlink = ptr.rlink
ptr.rlink.llink = ptr.llink
elif select == '5':
print("成功离开")
break
else:
print("输入错误，请重试")部分运行效果如下：
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