python中的雙向鏈表實現

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引子

雙向鏈表比之單向鏈表，多數操作方法的實現都沒有什麼不同，如is_empty, __len__, traverse, search。這些方法都沒有涉及節點的變動，也就可通過繼承單向鏈表來實現即可。

不同之處一是在於節點實現的不同。因為增加了指向前一個節點的前驅區，因此需要為節點添加一個新屬性prev，用以指向前一個節點。

另外一點就是在做增刪的操作時，需要額外考慮節點的前驅區的指向。其中的remove方法更是需要考慮多種特殊情況。

下面給出代碼前，先放一個自己做的圖示。（右鍵選擇在新頁面開啟可看完整圖示）

代碼

class Node(object):    def __init__(self, value):        self.value = value        # 前驅區        self.prev = None        # 後繼區        self.next = Noneclass LinkedListTwoway(object):    def __init__(self):        self.__head = None    def is_empty(self):        return self.__head is None    def __len__(self):        count = 0        cur = self.__head        while cur:            count += 1            cur = cur.next        return count    def traverse(self):        cur = self.__head        while cur:            print(cur.value)            cur = cur.next    def add(self, value):        node = Node(value)        if self.is_empty():            self.__head = node        else:            # 待插入節點的後繼區指向原前端節點            node.next = self.__head            # 原前端節點的前驅區指向待插入節點            self.__head.prev = node            self.__head = node    def append(self, value):        node = Node(value)        cur = self.__head        if self.is_empty():            self.__head = Node            return        while cur.next:            cur = cur.next        cur.next = node        node.prev = cur    def insert(self, pos, value):        if pos <= 0:            self.add(value)        elif pos > len(self) - 1:            self.append(value)        else:            # 單向鏈表中為了在特定位置插入，要先在鏈表中找到待插入位置和其前一個位置            # 雙向鏈表中就不需要兩個遊標了（當然單向鏈表中一個遊標也是可以只找前一個位置）            node = Node(value)            count = 0            cur = self.__head            while count < pos - 1:                count += 1                cur = cur.next            # 此時的遊標指向pos的前一個位置            # 這裡的相互指向需尤為注意，有多種實現，需細細分析            node.next = cur.next            cur.next.prev = node            node.prev = cur            cur.next = node    def search(self, value):        cur = self.__head        while cur:            if cur.value == value:                return True            else:                cur = cur.next        return False    def remove(self, value):        if self.is_empty():            return        cur = self.__head        while cur:            if cur.value == value:                if cur == self.__head:                    self.__head = cur.next                    # 處理鏈表只有一個節點的特殊情況                    if cur.next:                        cur.next.prev = None                else:                    cur.prev.next = cur.next                    # 處理待刪除節點是最後一個情況                    if cur.next:                        cur.next.prev = cur.prev                return            else:                cur = cur.next

 

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