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在Python里我们常用ListNode 类是作为实现链表(Linked List)的基础单元。链表是一种常见的数据结构,其中每个节点(node)包含一个数据元素和一个指向下一个节点的引用(或指针)。下面我们详细解释一下 ListNode 类的原理和用法。
可能比较抽象,但也没必要硬理解,知道有这么个玩意就行
具象出来的东西就是类似:1->2->3->4 这样的就是链表
1. ListNode 类的定义
- class ListNode:
- def __init__(self, val=0, next=None):
- self.val = val
- self.next = next
构成部分
初始化方法 __init__:
__init__ 是类的构造方法,当我们创建一个新的 ListNode 实例时,这个方法会自动调用。
它有两个参数:
val:存储在这个节点中的数据,默认值为 0。
next:指向下一个节点的引用,默认值为 None。
这两个参数会被赋值给实例的属性 self.val 和 self.next。
具体解释
val:
这是一个整数,表示当前节点存储的值。每个节点只存储一个整数值。
next:
这是一个指针或引用,指向链表中的下一个节点。如果没有下一个节点(例如这是链表的最后一个节点),则 next 的值为 None。
2. 示例用法
(1)创建单个节点
- class ListNode:
- def __init__(self, val=0, next=None):
- self.val = val
- self.next = next
-
- node = ListNode(5)
- print(node.val) # 输出: 5
- print(node.next) # 输出: None
在这个例子中,我们创建了一个值为 5 的节点,它没有下一个节点,所以 next 为 None。
(2) 创建一个简单的链表
我们可以通过链接多个 ListNode 实例来创建一个链表。比如,创建一个包含三个节点的链表:
- class ListNode:
- def __init__(self, val=0, next=None):
- self.val = val
- self.next = next
-
- # 创建节点
- node1 = ListNode(1)
- node2 = ListNode(2)
- node3 = ListNode(3)
-
- # 链接节点
- node1.next = node2
- node2.next = node3
这个链表为:1 -> 2 -> 3 -> None
(3)遍历链表
我们可以遍历这个链表并打印每个节点的值:
- class ListNode:
- def __init__(self, val=0, next=None):
- self.val = val
- self.next = next
-
- # 创建节点
- node1 = ListNode(1)
- node2 = ListNode(2)
- node3 = ListNode(3)
-
- # 链接节点
- node1.next = node2
- node2.next = node3
-
- current = node1
- while current:
- print(current.val)
- current = current.next
(4)使用辅助函数创建和打印链表
- # 定义单链表的节点类
- class ListNode:
- def __init__(self, val=0, next=None):
- self.val = val # 节点的值
- self.next = next # 指向下一个节点的指针
-
- # 辅助函数:创建链表
- def create_linked_list(lst):
- dummy = ListNode() # 创建一个虚拟头节点
- current = dummy # 设置当前节点为虚拟头节点
- for number in lst: # 遍历输入的列表
- current.next = ListNode(number) # 创建新节点,连接到当前节点的后面
- current = current.next # 将当前节点指针移动到下一个节点
- return dummy.next # 返回虚拟头节点的下一个节点,即实际的链表头
-
- # 辅助函数:打印链表
- def print_linked_list(node):
- while node is not None: # 遍历链表直到链表末尾
- # 打印节点的值,如果存在下一个节点则打印箭头,否则换行
- print(node.val, end=" -> " if node.next else "\n")
- node = node.next # 移动到下一个节点
-
- # 示例输入
- l1 = create_linked_list([2, 4, 3]) # 构建链表 l1 = [2, 4, 3]
-
- # 打印结果链表
- print_linked_list(l1) # 结果应该是 2 -> 4 -> 3
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