数据结构预算法之列表

列表

列表（list）是一个抽象的数据结构概念，它表示元素的有序集合，支持元素访问、修改、添加、删除、遍历、扩容等操作，无须使用者考虑容量限制的问题。

1.基于数组实现的列表

class list_class:
    # python类的初始化，可以设置初始化参数，类似c++中的构造函数
    def __init__(self):
        self.size: int=0 #列表大小
        self.capacity: int= 5 #列表容量
        self.arr: list[int] = [0]*self.capacity #0初始化列表
        #这里设置的是扩容率，若原有列表容量已满，则对列表扩容一倍
        self.extend: int=2
    # 基于数组实现的列表，具有以下功能
    # 查询当前列表大小
    def list_size(self):
        return self.size
    # 查询列表容量
    def capacity(self):
        return self.capacity
    # 列表扩容
    def extend_capacity(self):
        print("执行扩容方法")
        self.arr = self.arr+[0]*self.capacity
        self.capacity += self.capacity
    # 添加元素
    def set(self, index:int,value:int):
        if index<0 or index > self.size:
            raise IndexError("索引越界")
        self.arr[index] = value
        self.size += 1
    # 访问数值
    def get(self, index:int,value:int):
        if index<0 or index > self.size:
            raise IndexError("索引越界")
        return self.arr[index]
    # 列表尾部插入数值
    def insert_end(self,value):
        print("调用insert_end方法")
        if self.size == self.capacity:
            self.extend_capacity()
        end_index = self.size
        self.arr[end_index] = value
        self.size +=1
    # 列表中间插入数值
    def insert_mid(self,index:int,value:int):
        print("调用insert_mid方法")
        # 检查索引是否越界
        if index < 0 or index >self.capacity:
            raise IndexError("索引越界！")
        if self.size == self.capacity:
            self.extend_capacity()
        #index后的全部数组后移一位
        #起始位置为原有列表的大小，终止位置为index：待插入的位置
        for i in range(self.size,index-1,-1):
            self.arr[i+1] = self.arr[i]
        # 插入数值
        self.arr[index] = value
        self.size +=1
    # 列表中间删除数值
    def remove_mid(self,index:int):
        print("调用remove_mid的方法")
        if self.size == 0:
            return
        if index>self.size:
            raise IndexError("索引越界")
        #起始位置为待删除的索引位置，终止位置为原有列表元素数量-1
        #利用元素覆盖实现，数据的删除
        for i in range(index,self.size-1):
            self.arr[i] = self.arr[i+1]
            self.size -= 1
    # 列表尾部删除数值
    def remove_end(self):
        print("调用remove_end方法")
        if self.size == 0:
            return
        self.arr.pop()
        self.size -= 1
    # 在尾部插入列表
    def merge_list(self,new_list:list):
        print("调用merge_list方法")
        input_size = new_list.list_size()
        # 根据插入数组的大小进行循环扩容
        if self.size == self.capacity:
            for i in range(input_size//self.size):
                extend_capacity()
        self.arr += new_list.arr
        self.size += input_size
    

测试列表

a = list_class()
a.insert_end(0)
a.insert_end(1) 
a.insert_end(2) 
a.insert_end(3) 
a.insert_end(4) 
print(a.list_size())
print(a.arr)
print("在索引：2位置添加一个元素6")
a.insert_mid(2,6)
print(a.list_size())
print(a.arr)
print("在索引：2位置删除元素6")
a.remove_mid(2)
print(a.arr)
print("合并两个列表")
a.merge_list(a)
print(a.arr)