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如何实现包含整数和空指针的双向链表?

双向链表是一种常见的数据结构,它可以在每个节点中同时保存一个整数和一个指向前一个节点和后一个节点的指针。实现包含整数和空指针的双向链表可以按照以下步骤进行:

  1. 首先,定义一个节点类,该类包含一个整数变量和两个指针变量,分别指向前一个节点和后一个节点。节点类的定义可以如下所示:
代码语言:txt
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class Node:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
        self.prev = None
        self.next = None
  1. 接下来,创建一个双向链表类,该类包含头节点和尾节点两个指针变量。双向链表类的定义可以如下所示:
代码语言:txt
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class DoublyLinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None
        self.tail = None
  1. 实现双向链表的插入操作。可以定义一个insert方法,该方法接受一个整数值作为参数,并在链表的末尾插入一个新节点。如果链表为空,则新节点既是头节点又是尾节点;否则,将新节点插入到尾节点之后,并更新尾节点的指针。插入操作的实现可以如下所示:
代码语言:txt
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def insert(self, value):
    new_node = Node(value)
    if self.head is None:
        self.head = new_node
        self.tail = new_node
    else:
        new_node.prev = self.tail
        self.tail.next = new_node
        self.tail = new_node
  1. 实现双向链表的删除操作。可以定义一个delete方法,该方法接受一个整数值作为参数,并删除链表中第一个值等于该参数的节点。如果链表为空,则不进行任何操作;否则,遍历链表,找到第一个值等于参数的节点,并更新前后节点的指针。删除操作的实现可以如下所示:
代码语言:txt
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def delete(self, value):
    current = self.head
    while current is not None:
        if current.value == value:
            if current.prev is not None:
                current.prev.next = current.next
            else:
                self.head = current.next
            if current.next is not None:
                current.next.prev = current.prev
            else:
                self.tail = current.prev
            break
        current = current.next
  1. 实现双向链表的打印操作。可以定义一个print_list方法,该方法遍历链表并打印每个节点的值。打印操作的实现可以如下所示:
代码语言:txt
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def print_list(self):
    current = self.head
    while current is not None:
        print(current.value)
        current = current.next

通过以上步骤,我们可以实现包含整数和空指针的双向链表。在实际应用中,双向链表可以用于需要在前后两个方向上进行遍历和操作的场景,例如LRU缓存、浏览器的前进和后退功能等。

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