理解Python的链表ListNode_python listnode

一、背景

许多小伙伴在刷题时会涉及到链表排序，但对于只学习Python的小伙伴，对于链表的数据结构不太熟悉，无法有效理解ListNode的定义及使用。读者在进行LeetCode刷题时也懵懵懂懂，今天就在这里彻底搞清楚。

二、目标

• 理解python版的链表LisNpde定义
• 掌握ListNode的使用方法

三、链表ListNode

1. ListNode类定义

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x 
        self.next = None
'
运行
运行

说明：上述代码定义了一个名为 ListNode 的类，它是链表中的一个节点的表示。在链表数据结构中，每个节点通常包含两部分：一个存储数据的值（通常是一个整数、字符或其他数据类型），以及一个指向下一个节点的指针。

1. class ListNode：这行定义了一个名为 ListNode 的新类。
2. def __init__(self, x)：这是 ListNode 类的初始化方法（也称为构造函数）。当你创建一个新的 ListNode 对象时，这个方法会被自动调用。它接受两个参数：self 和 x。self 是一个对实例本身的引用，而 x 是我们要存储在节点中的值。
3. self.val = x ：这行将传入的参数 x 的值赋给 self.val。这意味着每个 ListNode 对象都有一个 val 属性，用于存储节点的值。
4. self.next = None：这行初始化 self.next 属性为 None。self.next 是一个指向下一个 ListNode 对象的指针。在创建新的节点时，我们不知道它的下一个节点是什么，所以我们将它初始化为 None。当我们构建链表时，我们会根据需要更新这个指针。

2. ListNode使用

例：构建一个链表：3->5->6->1

# 创建各个节点  
node3 = ListNode(3)  
node5 = ListNode(5)  
node6 = ListNode(6)  
node1 = ListNode(1)  
  
# 构建链表  
node3.next = node5  
node5.next = node6  
node6.next = node1  
  
# 链表构建完成，现在 node3 是链表的头节点  
head = node3  
  
# 打印链表以验证  
current_node = head  
while current_node:  
    print(current_node.val, end='->')  
    current_node = current_node.next  
print('None')  # 打印链表的结尾

3. 小试牛刀

题1：使用链表ListNode，将给定的链表排序

def insertion_sort_list(head):  
    # 如果链表为空或只有一个节点，则无需排序  
    if not head or not head.next:  
        return head  
      
    # 创建一个哑节点(dummy node)作为新链表的头部  
    dummy = ListNode(0)  
    dummy.next = head  
    current = head  
      
    while current and current.next:  
        # 如果当前节点的值小于下一个节点的值，则无需交换  
        if current.val <= current.next.val:  
            current = current.next  
            continue  
          
        # 否则，需要找到正确的位置插入当前节点  
        prev = dummy  
        while prev.next and prev.next.val < current.val:  
            prev = prev.next  
          
        # 将当前节点从原链表中移除  
        next_node = current.next  
        current.next = next_node.next  
          
        # 将当前节点插入到正确的位置  
        next_node.next = prev.next  
        prev.next = next_node  
          
        # 检查是否还需要对刚刚移动过的节点进行进一步排序  
        current = prev.next  
      
    # 返回排序后的链表  
    return dummy.next  
'
运行
运行

题2：将两个有序链表合并为一个有序链表（升序）

def mergeTwoLists(l1, l2):
    # 创建一个移动点和头节点
    curr = dummy = ListNode(0)
    
    # 移动节点，比较两个链表的值大小
    while l1 and l2:
        if l1.val < l2.val:
            curr.next = l1
            l1 = l1.next
        else:
            curr.next = l2
            l2 = l2.next
        curr = curr.next
    # 当其中一个链表移动完时，将另一个链表剩余的节点拼接即可
    curr.next = l1 or l2
    
    return dummy.next
'
运行
运行