Python实现双向链表

之前写的 单向链表 和 环形链表 都只是单向的，只能单向遍历，不能根据后面的节点获取前面的节点，除非进行反转操作。

双向链表每个节点都有两个指针，这两个指针分别指向前后两个节点，这样就可以从任意一个节点从两个方向获取其他的所有节点，非常方便。但是由于每个节点有两个指针，所以双向链表比较消耗空间。

在设计双向链表时，通常会加上一个链表头指针，该链表头指针的数据字段不存放任何数据。

双向链表的可以是环形的，也可以不是环形的，如果是环形的话，那么最后一个节点的一个指针将指向链表头，链表头的一个指针将指向最后一个节点；如果不是环形的话，那么最后一个节点的一个指针和链表头的一个指针都将指向None。

我在这里实现的是一个环形的双向链表，这样我就可以从链表头开始，从两个方向中任意选择一个方向来进行操作。

我在这里主要实现了环形双向链表的：双向新增，双向遍历，双向插入，双向删除。

如图为双向环形链表示意图，每一个节点都被两个指针所指向，同时每个节点也指向了两个节点。

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：

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。

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