1. 链表的定义：
链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是不像顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点（数据存储单元）里存放下一个节点的位置信息（即地址）。
顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间，而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁，所以使用起来并不是很灵活。
链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。
2. 单向链表：
（1）单向链表定义：
单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。
表元素域elem用来存放具体的数据。
链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。
（2）节点实现：
class Node(object): """单链表的结点""" def __init__(self, elem): # elem存放数据元素 self.elem = elem # next是下一个节点的标识 self.next = None
（3）单链表操作：
is_empty(): 链表是否为空
length(): 链表长度
travel(): 遍历整个链表
add(item): 链表头部添加元素
append(item): 链表尾部添加元素
insert(pos, item): 指定位置添加元素
remove(item): 删除节点
search(item): 查找节点是否存在
（4）单向链表的实现：
class SingleLinkList(object): """单链表""" def __init__(self, node=None): # 默认参数node=None self.__head = node # 私有属性__head=>链表头 def is_empty(self): """判断链表是否为空""" return self.__head == None def length(self): """链表长度""" # cur初始时指向头节点,类似于游标，用来移动遍历节点 cur = self.__head # 记录节点数量，初始为0 count = 0 # 尾节点指向None，当未到达尾部时，循环结束 while cur != None: count += 1 # 将cur后移一个节点 cur = cur.next return count def travel(self): """遍历链表""" cur = self.__head while cur != None: print(cur.elem, end=" ") # 打印元素的值 cur = cur.next # cur后移 print("") #换行
（5）头部添加元素：
def add(self, item): """头部添加元素，头插法""" # 先创建一个保存item值的节点 node = Node(item) # 将新节点的链接域next指向头节点，即__head指向的位置 node.next = self.__head # 将链表的头__head指向新节点 self.__head = node
（6）尾部添加元素：
def append(self, item): """尾部添加元素，尾插法""" node = Node(item) # 先判断链表是否为空，若是空链表，则将__head指向新节点 if self.is_empty(): self.__head = node # 若不为空，则找到尾部，将尾节点的next指向新节点 else: cur = self.__head while cur.next != None: #此时循环条件变了 cur = cur.next cur.next = node
（7）指定位置添加元素：
def insert(self, pos, item): """指定位置添加元素 : param pos 从0开始 """ # 若指定位置pos为第一个元素之前，则执行头部插入 if pos <= 0: self.add(item) # 若指定位置超过链表尾部，则执行尾部插入 elif pos > (self.length()-1): # 不能包含等号= self.append(item) # 找到指定位置 else: node = Node(item) count = 0 # pre用来指向指定位置pos的前一个位置pos-1，初始从头节点开始移动到指定位置 pre = self.__head while count < (pos-1): count += 1 pre = pre.next # 循环结束后，pre指向pos-1位置 # 先将新节点node的next指向插入位置的节点 node.next = pre.next # 将插入位置的前一个节点的next指向新节点 pre.next = node
（8）删除节点：
def remove(self, item): """删除节点,也可以只用一个游标""" cur = self.__head pre = None while cur != None: # 找到了指定元素 if cur.elem == item: # 先判断此节点是否是头结点 # 如果第一个就是删除的节点 if cur == self.__head: # 或者if not pre: # 将头指针指向头节点的后一个节点 self.__head = cur.next else: # 将删除位置前一个节点的next指向删除位置的后一个节点 pre.next = cur.next break else: # 继续按链表后移节点，注意移动的先后顺序 pre = cur cur = cur.next
（9）查找节点是否存在：
def search(self, item): """链表查找节点是否存在，并返回True或者False""" cur = self.__head while cur != None: if cur.elem == item: return True else: cur = cur.next return False
（10）测试：
if __name__ == "__main__": ll = SingleLinkList() print(ll.is_empty()) # True print(ll.length()) # 0 ll.append(1) print(ll.is_empty()) # False print(ll.length()) # 1 ll.append(2) ll.add(8) ll.append(3) ll.append(4) ll.append(5) ll.append(6) ll.travel() # 8 1 2 3 4 5 6 ll.insert(-1, 9) ll.travel() # 9 8 1 2 3 4 5 6 ll.insert(3, 100) ll.travel() # 9 8 1 100 2 3 4 5 6 ll.insert(10, 200) ll.travel() # 9 8 1 100 2 3 4 5 6 200 ll.remove(100) ll.travel() # 9 8 1 2 3 4 5 6 200 ll.remove(9) ll.travel() # 8 1 2 3 4 5 6 200 ll.remove(200) ll.travel() # 8 1 2 3 4 5 6
（11）运行结果（只需将以上代码全部组合在一起运行即可）：
