數據結構筆記：雙向鏈表

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單向鏈表，只能從前往後遞進，單個節點只有後繼節點，沒有前驅節點

雙向鏈表，是一種既有後繼節點，又有前驅節點的鏈表結構

• 節點實現

  class Node(object):
      def __init__(self, value):
          self.value = value
          self.next = None
          self.prev = None    # 相較於單鏈表，多了一個前驅指針（爲了說明，python中沒有指針的概念）
  

• 雙向循環鏈表實現及常用方法

  在雙鏈表中的方法的實現上，很多方法如is_empty、length、travel、search，其實現與單鏈表是相同的，可以實際用類繼承的方式來實現雙鏈表，這裏直接手動完成

  class DoubleLinkList(object):
      def __init__(self):
          self.head = None
  
      def is_empty(self):
          '''判斷鏈表是否爲空（同單鏈表）'''
          return self.head == None
  
      def length(self):
          '''返回鏈表長度（同單）'''
          cur = self.head  # 指針
          count = 0  # 計數器
          while cur != None:
              count += 1
              cur = cur.next
          return count
  
      def travel(self):
          '''遍歷鏈表（同單）'''
          cur = self.head  # 指針
          while cur != None:
              print(cur.value, end=' ')
              cur = cur.next
          print()
  
      def add(self, value):
          '''頭部插入——頭插法'''
          node = Node(value)
          self.head.prev = node   # 不同與單鏈表，加了.prev指針
          node.next = self.head  # 把新節點夾在head之前
          self.head = node  # 鏈表的新頭部編程node
          pass
  
      def append(self, value):
          '''尾部插入——尾插法'''
          node = Node(value)
          if self.is_empty():
              self.head = node
          else:
              cur = self.head
              while cur.next != None:
                  cur = cur.next
              cur.next = node
              node.prev = cur
  
      def insert(self, index, value):
          '''
          :param index: the position of insert(start from 0)
          :param value: node.value
          :return:
          '''
          node = Node(value)
          if index <= 0:
              self.add(value)
          elif index >= self.length():
              self.append(value)
          else:
              cur = self.head
              count = 0
              while count < index - 1:
                  count += 1
                  cur = cur.next
              # 先操作node，不改變原有關係
              node.next = cur.next
              node.prev = cur
              # 改變原來結構
              cur.next.prev = node
              cur.next = node
  
      def remove(self, item):
          '''從鏈表中刪除item'''
          # 如果空鏈表
          if self.head == None:
              return
          else:
              # 如果第一個就命中
              if self.head.value == item:
                  self.head = self.head.next
              else:
                  cur = self.head
                  while True:
                      if cur.next != None:
                          if cur.next.value == item:
                              cur.next = cur.next.next
                              if cur.next != None:
                                  cur.next.prev = cur
                              break
                          else:
                              cur = cur.next
                      else:
                          break
  
      def search(self, item):
          '''在鏈表中查找item，含有返回True，不含返回False（因爲是鏈表，返回索引也沒有意義）'''
          cur = self.head
          while cur != None:
              cur = cur.next
              if cur.value == item:
                  return True
          return False