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为什么要用python实现链表

用python实现链表的原因是使用Python实现链表可以发挥Python语言的高级别编程特性,并且让代码更具可读性和生产力。Python中的内置数据类型列表(List)和元组(Tuple)的长度是固定的,而链表则可以动态地增长或缩小。

一、用python实现链表的原因

使用Python实现链表可以发挥Python语言的高级别编程特性,并且让代码更具可读性和生产力。Python中的内置数据类型列表(List)和元组(Tuple)的长度是固定的,而链表则可以动态地增长或缩小。如果需要实现一个可变长度的数据结构,链表会是一种很好的选择。

此外,Python中的内存管理是自动进行的,这意味着在代码中可以直接使用指针,在某些情况下可能会导致内存泄漏或其它问题。使用链表可以避免这些问题,因为Python链表是使用对象引用实现的。Python还提供了丰富的内置容器操作和各种数据结构,可以轻松地进行链表的操作,如追加、插入、删除等。

二、链表简介

1、链表概念

链表是一种常见的基础数据结构,结构体指针在这里得到了充分的利用。链表可以动态的进行存储分配,也就是说,链表是一个功能极为强大的数组,他可以在节点中定义多种数据类型,还可以根据需要随意增添,删除,插入节点。链表都有一个头指针,一般以head来表示,存放的是一个地址。链表中的节点分为两类,头结点和一般节点,头结点是没有数据域的。

2、链表的构成

链表中每个节点都分为两部分,一个数据域,一个是指针域。说到这里你应该就明白了,链表就如同车链子一样,head指向名列前茅个元素:名列前茅个元素又指向第二个元素,直到最后一个元素,该元素不再指向其它元素,它称为“表尾”,它的地址部分放一个“NULL”(表示“空地址”),链表到此结束。作为有强大功能的链表,对他的操作当然有许多,比如:链表的创建,修改,删除,插入,输出,排序,反序,清空链表的元素,求链表的长度等等。

3、常见的链表

  • 单链表
  • 循环链表
  • 双向链表

4、链表的增删改查

我们在进行数组的插入、删除操作的时候,为了保持内存数据的连续性,需要进行大量的数据搬移工作,所以时间复杂度为 O(n);而在链表中插入或者删除一个数据我们并不需要为了保持内存的连续性而搬移节点,因为链表本身的存储空间也不是连续的,所以在链表中插入和删除一个数据是非常快的。

  • 插入数据: 我们只需要将要插入位置的前一个数据单元的next指针指向插入数据的内存地址,插入数据的next指针指向下一个数据的内存地址;
  • 删除数据: 将要删除数据的前一个数据单元的next指针指向要删除数据的下一个数据单元的内存地址,然后再删除数据。

5、实现代码

#单链表的建立和遍历

#定义Node的类
class Node:
    def __init__(self, dataval=None):
        self.dataval = dataval
        self.nextval = None

#创建节点
# 1、为节点添加数据
e1 = Node("D1") 
e2 = Node("D2")
e3 = Node("D3")
e4 = Node("D4")
# 2、建立连接:通过节点对象传递适当的值来指向下一个数据元素
e1.nextval = e2 
e2.nextval = e3
e3.nextval = e4
#遍历节点元素
thisvalue = e1  #从名列前茅个节点开始
while thisvalue:
        print(thisvalue.dataval)
        thisvalue = thisvalue.nextval

三、Python简介

Python由荷兰数学和计算机科学研究学会的吉多·范罗苏姆于1990年代初设计,作为一门叫做ABC语言的替代品。Python提供了高效的高级数据结构,还能简单有效地面向对象编程。Python语法和动态类型,以及解释型语言的本质,使它成为多数平台上写脚本和快速开发应用的编程语言,随着版本的不断更新和语言新功能的添加,逐渐被用于独立的、大型项目的开发。

Python解释器易于扩展,可以使用C语言或C++(或者其他可以通过C调用的语言)扩展新的功能和数据类型。Python也可用于可定制化软件中的扩展程序语言。Python丰富的标准库,提供了适用于各个主要系统平台的源码或机器码。python具有如下特点:

  • 简单:Python是一种代表简单主义思想的语言。阅读一个良好的Python程序就感觉像是在读英语一样。它使你能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。
  • 易学:Python极其容易上手,因为Python有极其简单的说明文档 。
  • 易读、易维护:风格清晰划一、强制缩进。
  • 速度较快:Python的底层是用C语言写的,很多标准库和第三方库也都是用C写的,运行速度非常快。
  • 免费、开源:Python是FLOSS(自由/开放源码软件)之一。使用者可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。FLOSS是基于一个团体分享知识的概念。
  • 高层语言:用Python语言编写程序的时候无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节。
  • 可移植性:由于它的开源本质,Python已经被移植在许多平台上(经过改动使它能够工作在不同平台上)。这些平台包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、Palm OS、QNX、VMS、Psion、Acom RISC OS、VxWorks、PlayStation、Sharp Zaurus、Windows CE、PocketPC、Symbian以及Google基于linux开发的android平台。
  • 解释性:一个用编译性语言比如C或C++写的程序可以从源文件(即C或C++语言)转换到一个你的计算机使用的语言(二进制代码,即0和1)。这个过程通过编译器和不同的标记、选项完成。
  • 面向对象:Python既支持面向过程的编程也支持面向对象的编程。在“面向过程”的语言中,程序是由过程或仅仅是可重用代码的函数构建起来的。在“面向对象”的语言中,程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。
  • 可扩展性、可扩充性:如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开,可以部分程序用C或C++编写,然后在Python程序中使用它们。
  • 可嵌入性:可以把Python嵌入C/C++程序,从而向程序用户提供脚本功能。
  • 丰富的库:Python标准库确实很庞大。它可以帮助处理各种工作,包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI(图形用户界面)、Tk和其他与系统有关的操作。这被称作Python的“功能齐全”理念。除了标准库以外,还有许多其他高质量的库,如wxPython、Twisted和Python图像库等等。
  • 规范的代码:Python采用强制缩进的方式使得代码具有较好可读性。而Python语言写的程序不需要编译成二进制代码。Python的作者设计限制性很强的语法,使得不好的编程习惯(例如if语句的下一行不向右缩进)都不能通过编译。其中很重要的一项就是Python的缩进规则。一个和其他大多数语言(如C)的区别就是,一个模块的界限,完全是由每行的首字符在这一行的位置来决定(而C语言是用一对大括号“{}”(不含引号)来明确的定出模块的边界,与字符的位置毫无关系)。通过强制程序员们缩进(包括if,for和函数定义等所有需要使用模块的地方),Python确实使得程序更加清晰和美观。
  • 高级动态编程:虽然Python可能被粗略地分类为“脚本语言”(script language),但实际上一些大规模软件开发计划例如Zope、Mnet及BitTorrent,Google也广泛地使用它。Python的支持者较喜欢称它为一种高级动态编程语言,原因是“脚本语言”泛指仅作简单程序设计任务的语言,如shellscript、VBScript等只能处理简单任务的编程语言,并不能与Python相提并论。

延伸阅读1:python的缺点

  • 单行语句和命令行输出问题:很多时候不能将程序连写成一行,如import sys;for i in sys.path:print i。而perl和awk就无此限制,可以较为方便的在shell下完成简单程序,不需要如Python一样,必须将程序写入一个.py文件。
  • 给初学者带来困惑:独特的语法,这也许不应该被称为局限,但是它用缩进来区分语句关系的方式还是给很多初学者带来了困惑。即便是很有经验的Python程序员,也可能陷入陷阱当中。
  • 运行速度慢:这里是指与C和C++相比。Python开发人员尽量避开不成熟或者不重要的优化。一些针对非重要部位的加快运行速度的补丁通常不会被合并到Python内。所以很多人认为Python很慢。
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