Python-リンクリスト

リンクリストは、リンクを介して相互に接続されている一連のデータ要素です。各データ要素には、ポインタの形式で別のデータ要素への接続が含まれています。Pythonの標準ライブラリにはリンクリストがありません。前の章で説明したノードの概念を使用して、リンクリストの概念を実装します。ノードクラスを作成する方法と、ノードの要素をトラバースする方法については、すでに説明しました。この章では、単一リンクリストと呼ばれるリンクリストの種類について説明します。このタイプのデータ構造では、任意の2つのデータ要素間にリンクは1つだけです。このようなリストを作成し、リストから要素を挿入、更新、削除するための追加のメソッドを作成します。

リンクリストの作成

リンクリストは、前の章で学習したノードクラスを使用して作成されます。Nodeオブジェクトを作成し、このodeオブジェクトを使用する別のクラスを作成します。次のデータ要素を指すように、ノードオブジェクトを介して適切な値を渡します。以下のプログラムは、3つのデータ要素を持つリンクリストを作成します。次のセクションでは、リンクリストをトラバースする方法を説明します。

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

class SLinkedList:
    def __init__(self):
        self.headval = None

list1 = SLinkedList()
list1.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")
# Link first Node to second node
list1.headval.nextval = e2

# Link second Node to third node
e2.nextval = e3

リンクリストのトラバース

単一リンクリストは、最初のデータ要素から開始して前方方向にのみトラバースできます。次のノードのポインタを現在のデータ要素に割り当てることにより、次のデータ要素の値を出力するだけです。

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

class SLinkedList:
    def __init__(self):
        self.headval = None

    def listprint(self):
        printval = self.headval
        while printval is not None:
            print (printval.dataval)
            printval = printval.nextval

list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")

# Link first Node to second node
list.headval.nextval = e2

# Link second Node to third node
e2.nextval = e3

list.listprint()

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます。

Mon
Tue
Wed

リンクリストへの挿入

リンクリストに要素を挿入するには、既存のノードから新しく挿入されたノードにポインタを再割り当てする必要があります。新しいデータ要素がリンクリストの最初、途中、または最後に挿入されるかどうかに応じて、以下のシナリオがあります。

リンクリストの先頭に挿入

これには、新しいデータノードの次のポインタをリンクリストの現在の先頭にポイントすることが含まれます。したがって、リンクリストの現在の先頭が2番目のデータ要素になり、新しいノードがリンクリストの先頭になります。

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

class SLinkedList:
    def __init__(self):
        self.headval = None

# Print the linked list
    def listprint(self):
        printval = self.headval
        while printval is not None:
            print (printval.dataval)
            printval = printval.nextval
    def AtBegining(self,newdata):
        NewNode = Node(newdata)

# Update the new nodes next val to existing node
        NewNode.nextval = self.headval
        self.headval = NewNode

list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")

list.headval.nextval = e2
e2.nextval = e3

list.AtBegining("Sun")

list.listprint()

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます。

Sun
Mon
Tue
Wed

リンクリストの最後に挿入

これには、リンクリストの現在の最後のノードの次のポインタを新しいデータノードにポイントすることが含まれます。したがって、リンクリストの現在の最後のノードが最後から2番目のデータノードになり、新しいノードがリンクリストの最後のノードになります。

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

class SLinkedList:
    def __init__(self):
        self.headval = None

# Function to add newnode
    def AtEnd(self, newdata):
        NewNode = Node(newdata)
        if self.headval is None:
            self.headval = NewNode
            return
        laste = self.headval
        while(laste.nextval):
            laste = laste.nextval
        laste.nextval=NewNode

# Print the linked list
    def listprint(self):
        printval = self.headval
        while printval is not None:
            print (printval.dataval)
            printval = printval.nextval


list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Wed")

list.headval.nextval = e2
e2.nextval = e3

list.AtEnd("Thu")

list.listprint()

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます。

Mon
Tue
Wed
Thu

2つのデータノードの間に挿入する

これには、特定のノードのポインターを変更して、新しいノードを指すようにすることが含まれます。これは、新しいノードと既存のノードの両方を渡すことで可能になります。その後、新しいノードが挿入されます。したがって、新しいノードの次のポインターを中間ノードの次のポインターに変更する追加のクラスを定義します。次に、新しいノードを中間ノードの次のポインタに割り当てます。

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

class SLinkedList:
    def __init__(self):
        self.headval = None

# Function to add node
    def Inbetween(self,middle_node,newdata):
        if middle_node is None:
            print("The mentioned node is absent")
            return

        NewNode = Node(newdata)
        NewNode.nextval = middle_node.nextval
        middle_node.nextval = NewNode

# Print the linked list
    def listprint(self):
        printval = self.headval
        while printval is not None:
            print (printval.dataval)
            printval = printval.nextval


list = SLinkedList()
list.headval = Node("Mon")
e2 = Node("Tue")
e3 = Node("Thu")

list.headval.nextval = e2
e2.nextval = e3

list.Inbetween(list.headval.nextval,"Fri")

list.listprint()

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます。

Mon
Tue
Fri
Thu

いいねリストからアイテムを削除する

そのノードのキーを使用して、既存のノードを削除できます。以下のプログラムでは、削除するノードの前のノードを見つけます。次に、このノードの次のポインターを、削除するノードの次のノードにポイントします。

class Node:
    def __init__(self, data=None):
        self.data = data
        self.next = None

class SLinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None

    def Atbegining(self, data_in):
        NewNode = Node(data_in)
        NewNode.next = self.head
        self.head = NewNode
		
# Function to remove node
    def RemoveNode(self, Removekey):

        HeadVal = self.head

        if (HeadVal is not None):
            if (HeadVal.data == Removekey):
                self.head = HeadVal.next
                HeadVal = None
                return

        while (HeadVal is not None):
            if HeadVal.data == Removekey:
                break
            prev = HeadVal
            HeadVal = HeadVal.next

        if (HeadVal == None):
            return

        prev.next = HeadVal.next

        HeadVal = None

    def LListprint(self):
        printval = self.head
        while (printval):
            print(printval.data),
            printval = printval.next


llist = SLinkedList()
llist.Atbegining("Mon")
llist.Atbegining("Tue")
llist.Atbegining("Wed")
llist.Atbegining("Thu")
llist.RemoveNode("Tue")
llist.LListprint()

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます。

Thu
Wed
Mon