C001：数据结构7-链表（Linked list）

数据结构7-链表（Linked list）

链表是物理存储是离散的，逻辑上是顺序的线性表序列（a linear sequence）。

链表由节点构成，每个节点是单独的对象存在于内存中。

节点（node）=数据域(element:指向对象 )+指针域（link or pointer：指向下一个节点）

单向链表（SinglyLinked Lists）：

一个单向链表一般有链表的长度，有两个特殊的节点Head（必须的）和tail。每个节点包含两个值:当前节点的值和一个指向下一个节点的链接。



时间复杂度1，空间复杂度n。

比如用单向链表实现的栈（stack，FILO）和队列(queue,
FIFO)。Python代码：

#Stack(LIFO) implementation by Singly Linked list class LindedStack: ''' LIFO stack implementation using linked list''' class _Node: __slot__ = '_element', '_next' def __init__(self, element, next): self._element = element self._next = next #stack functions def __init__(self): self._head = None self._size = 0 def __len__(self): return self._size def is_empty(self): return self._size == 0 def push(self, e): self._head = self._Node(e, self._head) self._size += 1 def top(self): if self.is_empty(): raise Empty('Stack is empty') return self._head._element def pop(self): if self.is_empty(): raise Empty('Stack is empty') topElement = self._head._element self._head = self._head._next self._size -= 1 return topElement

#Queue(FIFO) implementation by Singly Linked list class LinkedQueue: ''' FIFO Queue implementation using linked list''' class _Node: __slot__ = '_element', '_next' def __init__(self, element, next): self._element = element self._next = next #Queue functions def __init__(self): self._head = None self._tail = None self._size = 0 def __len__(self): return self._size def is_empty(self): return self._size == 0 def first(self): if self.is_empty: raise Empty("Queue is empty") return self._head._element def dequeue(self): '''delete the first node''' if self.is_empty: raise Empty("Queue is empty") answer = self._head._element self._head = self._head._next self._size -= 1 if self.is_empty(): self._tail = None return answer def enqueue(self, e): '''add node to the end''' answer = self._Node(e, None) if self.is_empty: self._head = answer else: self._tail._next = answer self._tail = answer self._size += 1

双向链表（DoublyLinked Lists）：

一个双向链表有三个整数值:
数值,
向后的节点链接,
向前的节点链接。

循环链表（CircularlyLinked Lists）：算法设计的需要

首节点和末节点被连接在一起。这种方式在单向和双向链表中皆可实现。比如单向链表：



一个循环链表包含一个节点:当前节点（current）。

比如CPU的轮叫调度（Round-RobinScheduling）就可以用循环链表来实现。