本文实例讲述了Python数据结构与算法之链表定义与用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

本文将为大家讲解：

（1）从链表节点的定义开始，以类的方式，面向对象的思想进行链表的设计

（2）链表类插入和删除等成员函数实现时需要考虑的边界条件，
prepend（头部插入）、pop（头部删除）、append（尾部插入）、pop_last（尾部删除）

2.1 插入：

空链表
链表长度为1
插入到末尾

2.2 删除

空链表
链表长度为1
删除末尾元素

（3）从单链表到单链表的一众变体：

带尾节点的单链表
循环单链表
双链表

1. 链表节点的定义

class LNode:
 def __init__(self, elem, next_=None):
 self.elem = elem
 self.next = next_

2. 单链表的实现

重点理解插入、删除的实现及其需要考虑的边界条件：

class LinkedListUnderflow(ValueError):
 pass
class LList:
 def __init__(self):
 self._head = None
 def is_empty(self):
 return self._head is None
 def prepend(self, elem):
 self._head = LNode(elem, self._head)
 def pop(self):
 if self._head is None:
 raise LinkedListUnderflow('in pop')
 e = self._head.elem
 self._head = self._head.next
 return e
 def append(self, elem):
 if self._head is None:
 self._head = LNode(elem)
 return
 p = self._head
 while p.next is not None:
 p = p.next
 p.next = LNode(elem)
 def pop_last(self):
 if self._head is None:
 raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
 p = self._head
 if p.next is None:
 e = p.elem
 self._head = None
 return e
 while p.next.next is not None:
 p = p.next
 e = p.next.elem
 p.next = None
 return e

简单总结：

（0）能够访问 p.next.next 的前提是 p.next 不为空；
（1）尾部插入，如果链表不为空，需且仅需改变的是尾部节点的指针；
（2）尾部删除，如果链表长度不为空，需且仅需改变的是倒数第二个节点的指针。

单链表的简单变形：具有尾部节点的单链表

class LList1(LList):
 def __init__(self):
 LList.__init__(self)
 self._rear = None
 ...

我们仅需重写的是：头部的插入、尾部的插入、尾部的删除

def prepend(self, elem):
 if self._head is None:
 self._head = LNode(elem)
 self._rear = self._head
 else:
 self._head = LNode(elem, self._head)
def append(self, elem):
 if self._head is None:
 self._head = LNode(elem)
 self._rear = self._head
 else:
 self._rear.next = LNode(elem)
 self._rear = self._rear.next
def pop_last(self):
 if self._head is None:
 raise LinkedListUnderflow('in pop_last')
 p = self._head
 if p.next is None:
 e = p.elem
 self._head = None
 return e
 while p.next.next is not None:
 p = p.next
 e = p.next.elem
 self._rear = p
 p.next = None
 return e

单链表的变体：循环单链表

class LCList:
 def __init__(self):
 self._rear = None
 def prepend(self, elem):
 if self._rear is None:
 self._rear = LNode(elem)
 self._rear.next = self._rear
 else:
 self._rear.next = LNode(elem, self._rear.next)
 def append(self, elem):
 self.prepend(elem)
 self_rear = self._rear.next
 def pop(self):
 if self._rear is None:
 raise LinkedListUnderflow('in pop')
 p = self._rear.next
 if p is None:
 self._rear = None
 else:
 self._rear.next = p.next
 return p.elem
 def printall(self):
 if self._rear is None:
 raise ...
 p = self._rear.next
 while True:
 print(p.elem)
 if p is self._rear:
 break
 p = p.next