数据结构与算法--链表（双向链表）

一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。每个节点有两个链接：一个指向前一个节点，当此节点为第一个节点时，指向空值；而另一个指向下一个节点，当此节点为最后一个节点时，指向空值。

双向链表.png

具体操作

• is_empty() 链表是否为空
• length() 链表长度
• travel() 遍历链表
• add(item) 链表头部添加
• append(item) 链表尾部添加
• insert(pos, item) 指定位置添加
• remove(item) 删除节点
• search(item) 查找节点是否存在

指定位置插入节点（图示）

双向链表指定位置插入元素.png

删除元素（图示）

双向链表删除节点.png

具体代码实现

class Node(object):
    """双向链表节点"""
    def __init__(self,item):
        self.item=item
        self.next=None
        self.prev=None

class DLinkList(object):
    """双向链表"""
    def __init__(self):
        self.__head=None

    def is_empty(self):
        """判断链表是否为空"""
        return self.__head==None

    def length(self):
        """返回链表的长度"""
        cur=self.__head
        count=0
        while cur!=None:
            count+=1
            cur=cur.next
        return count

    def travel(self):
        """遍历链表"""
        cur=self.__head
        while cur!=None:
            print(cur.item)
            cur=cur.next
        print("")

    def add(self,item):
        """头部插入元素"""
        node=Node(item)
        if self.is_empty():
            #如果是空链表，将_head指向node
            self.__head=node

        else:
            #将node的next指向_head的头结点
            node.next=self.__head
            #将_head的头结点的prev指向node
            self.__head.prev=node
            #将_head指向node
            self.__head=node

    def append(self,item):
        """尾部元素插入"""
        node=Node(item)
        if self.is_empty():
            #如果是空链表，将_head指向node
            self.__head=node

        else:
            #移动到链表尾部
            cur=self.__head
            while cur.next!=None:
                cur=cur.next
            #将为节点cur的next指向node
            cur.next=node
            #将node的prev指向cur
            node.prev=cur

    def search(self,item):
        """查找元素是否存在"""
        cur=self.__head
        while cur!=None:
            if cur.item==item:
                return True
            cur=cur.next
        return False


    def insert(self,pos,item):
        if pos<=0:
            self.add(item)
        elif pos>(self.length()-1):
            self.append(item)
        else:
            node=Node(item)
            cur=self.__head
            count=0
            while count<(pos-1):
                count+=1
                cur=cur.next

            node.prev=cur
            node.next=cur.next
            cur.next.prev=node
            cur.next=node


    def remove(self,item):
        if self.is_empty():
            return
        else:
            cur=self.__head
            if cur.item==item:
                if cur.next==None:
                    self.__head=None
                else:
                    cur.next.prev=None
                    self.__head=cur.next
                return
            while cur!=None:
                if cur.item==item:
                    cur.prev.next=cur.next
                    cur.next.prev=cur.prev
                    break

                cur=cur.next

if __name__=='__main__':
    ll=DLinkList()
    ll.add(1)
    ll.add(2)
    ll.append(3)
    ll.insert(2, 4)
    ll.insert(4, 5)
    ll.insert(0, 6)
    print ("length:",ll.length())
    ll.travel()
    print (ll.search(3))
    print (ll.search(4))
    ll.remove(1)
    print ("length:",ll.length())
    ll.travel()

参考：数据结构与算法Python语言描述