28面向对象3_继承_linkedlist
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目录
inheritance继承：...1
继承中的访问控制：...5
继承中的初始化：...9
多继承：...13
mixin：...16
习题：...23
single linkedlist.25
double linkedlist：...28
习题：...32
inheritance继承：
人类和猪类都继承自动物类；
个体继承自父母，继承了父母的一部分特征，但也可以有自己的个性；
在面向对象的世界中，从父类继承，就可直接拥有父类的属性和方法，这样可减少代码、多复用；
子类可定义自己的属性和方法；
子类继承父类的特征，特征即类属性、类方法、静态方法、实例属性；
公共的属性和方法，包括_开头的；
隐私属性和方法是__开头的，对外暴露提供的方法要为属性装饰器的方法；
open-close-principle开闭原则：
对扩展开放（继承开放），扩展个性化的地方；
修改关闭；
继承也称派生；
class Cat(Animal)这种形式就是从父类继承，括号中写继承的类的列表；
继承可让子类从父类获取特征（属性和方法）；
父类，Animal就是Cat的父类，也称基类、超类；
子类，Cat就是Animal的子类，也称派生类；
定义：
class 子类(基类1[,基类2,...]):
语句块
如果定义类时，没有基类列表，等同于继承自object，在python3中，object是所有对象的根基类，倒置的根；
python2中有古典类（旧式类）、新式类，3.0全是新式类；
python支持多继承，继承也可以多级，多级展开即tree，不一定是二叉树；
单继承（一条链串起来）；多继承；
单继承关系图：
子类指向父类；
继承的特殊属性和方法：
__base__，类的基类，过时了；
__bases__，类的基类元组；
__mro__，多继承时用，显示方法查找顺序，基类的元组，多继承中非常重要，mro()方法的结果会放在__mro__里；
mro()，多继承时用，同上，int.mro()，在类上用该方法，实例上不能用；
__subclasses__()，类的子类列表，int.__subclasses__()；
python不同版本的类：
py2.2之前，类是没有共同的祖先的，之后，引入object类，它是所有类的共同祖先类object；
py2为了兼容，分为古典类（旧式类）和新式类；
py3中全是新式类；
新式类都是继承自object类的，新式类可使用super()；
py2与py3版本不同，不仅是语法方面，还有类构建方面；
例：
class Animal(object): #等价于class Animal:，默认继承自object，若加上object则兼容python2
x = 123
def __init__(self):
self.name = 'tom'
def getname(self):
return self.name
class Cat(Animal):
pass
class Dog():
pass
tom = Cat()
print(tom.name)
print(tom.__dict__)
print(tom.getname())
dog = Dog()
# print(dog.name)
# print(dog.getname())
输出：
tom
{'name': 'tom'}
tom
例：
class Animal(object):
x = 123
def __init__(self,name):
self._name = name
@property #装饰后的也能继承，终归Animal类的管辖
def name(self):
return self._name #公共属性
def shout(self):
print('Animal shout')
class Cat(Animal):
x = 'cat' #override覆盖
def shout(self): #override覆盖（重写），与rewrite是两码事
print('miao')
class Dog(Animal):
pass
class Garfield(Cat):
pass
class PersiaCat(Cat):
# def __init__(self): #call to __init__ of super class is missed，需调用父类方法
# self.eyes = 'blue'
pass
tom = Cat('tom')
print(tom.name)
print(tom.__dict__)
tom.shout() #自有的，体现个性
dog = Dog('ahuang')
dog.shout() #自己没有的，用继承的'Animal shout'
gf = Garfield(Cat)
gf.shout()
pc = PersiaCat('persiacat')
print(pc.__dict__)
# pc.name = 'persiacat' #不可修改
pc.eyes = 'blue,green'
pc.shout()
print(pc.name,pc.eyes)
print(pc.__dict__)
输出：
tom
{'_name': 'tom'}
miao
Animal shout
miao
{'_name': 'persiacat'}
miao
persiacat blue,green
{'_name': 'persiacat', 'eyes': 'blue,green'}
例：
gf = Garfield(Cat)
gf.shout()
print('gf.mro={}'.format(gf.__class__.mro())) #mro()方法，只能在类上用，不能在实例上用
print('gf.mro={}'.format(gf.__class__.__mro__))
print('gf.bases={}'.format(gf.__class__.__bases__))
输出：
miao
gf.mro=[
gf.mro=(
gf.bases=(
例：
In [1]: int.__subclasses__()
Out[1]: [bool, sre_constants._NamedIntConstant,
In [2]: int.__bases__
Out[2]: (object,)
In [3]: int.__base__
Out[3]: object
In [4]: int.mro() #返回int自身
Out[4]: [int, object]
In [5]: int.__mro__
Out[5]: (int, object)
继承中的访问控制：
从父类继承，自己没有的，就可到父类中找；
私有的都是不可访问的，本质上是改了名并放入所在类的__dict__中，知道这个新名称就可直接找到这个隐藏的变量，这是个黑魔法技巧，慎用；
继承时，公有的（除__开头的），子类和实例都可随意访问；私有的，被隐藏，子类和实例不可直接访问，私有变量所在的类内有方法，则可访问这个私有变量；
python通过自己一套实现，实现和其它语言一样的面向对象的继承机制；
属性查找顺序：
实例的__dict__-->类__dict__，有继承-->父类__dict__；
如果搜索这些地方后没找到就抛异常，先找到就立即返回了；
方法的重写（覆盖）override：
super()，新式类中提供了该方法，可访问到父类的属性，具体原理后续；
Animal.__init__(self,name)，py2写法；
super().__init__(name)，相当于super(Cat,self).__init__(name)完整写法，py3写法，
self.__class__.__base__.__init__(self,name)，不推荐使用；
例：
class Animal(object):
x = 123
def __init__(self,name):
self._name = name
self.__age = 10
class Cat(Animal):
x = 'cat'
class Garfield(Cat):
pass
tom = Garfield('tom')
print(tom.__dict__) #输出隐私属性_Animal__age，_父类的名字__属性，谁有这个属性编译器就改名字为谁，当前只Animal类上有
print(Garfield.__dict__) #子类先找自己的实例，再依次往上找父类
print(Cat.__dict__) #类中找不到_Animal__age，该属性在实例里，self即为实例，实例属性的__dict__，方法是在类中
输出：
{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}
{'__module__': '__main__', '__doc__': None}
{'__module__': '__main__', 'x': 'cat', '__doc__': None}
例（方法的重写（覆盖））：
class Animal(object):
x = 123
def __init__(self,name):
self._name = name
self.__age = 10
@property
def name(self):
return self._name
def shout(self):
print('Animal shout')
class Cat(Animal):
x = 'cat'
def __init__(self,name):
# super(Cat,self).__init__(name)
# super().__init__(name)
Animal.__init__(self,name) #子类中也初始化，python2写法；py3写法为super().__init__(name)，新式类推荐使用此种写法；两种方式等价；
#self._name = name #2个属性{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}
#self.catname = name #3个属性{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10, 'catname': 'tom'}
self._name = 'cat' + name #2个属性{'_name': 'cattom', '_Animal__age': 10}
tom = Cat('tom')
print(tom.name)
print(tom.__dict__)
输出：
#tom
#{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}
#tom
#{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10, 'catname': 'tom'}
cattom
{'_name': 'cattom', '_Animal__age': 10}
例（方法的重写（覆盖））：
class Animal:
def shout(self):
print('Animal shout')
class Cat(Animal):
def shout(self):
print('miao')
def shout(self): #覆盖了自身的shout，之前的彻底没有了；Animal中的shout仍在自己内部，在调用时遮盖了；这两次覆盖有差异
print('cat shout')
print(super())
print(super(Cat,self)) #等价于super()
super().shout()
self.__class__.__base__.shout(self) #不推荐使用，等价于super()
cat = Cat()
cat.shout()
输出：
cat shout
Animal shout
Animal shout
例：
class Animal(object):
x = 123
def __init__(self,name):
self._name = name
self.__age = 10
@property
def name(self):
return self._name
def shout(self):
print('Animal shout')
class Cat(Animal):
x = 'cat'
def __init__(self,name):
# self._name = name
self._name = 'cat' + name #先后有影响
Animal.__init__(self, name)
tom = Cat('tom')
print(tom.name)
print(tom.__dict__)
输出：
tom
{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}
例：
class Animal:
@classmethod
def clsmtd(cls):
print(cls,cls.__name__)
class Cat(Animal):
def __init__(self,name):
self.name = name
@classmethod
def clsmtd(cls):
print(cls,cls.__name__)
class Garfield(Cat): pass
tom = Garfield('tom')
tom.clsmtd() #多态，多态前提要继承，用哪个类创建的实例就是哪个类
print(tom.__dict__)
print(Cat.__dict__)
print(Animal.__dict__) #公有的（除__开头），父类的都是你的，py内部会自动逐级找（可理解为继承的就是我的），传什么就打印什么，用哪个类创建的实例就是哪个类，虽有父类的特征在都继承下来
输出：
{'name': 'tom'}
{'__module__': '__main__', '__init__':
{'__module__': '__main__', 'clsmtd':
继承中的初始化：
好习惯 ，在子类中只要有初始化__init__方法，就要把父类的写上，如super().__init__(name)，即如果父类中定义了__init__方法，子类中也有__init__，就该在子类的__init__中调用它；
建议：少在继承中使用私有变量；
例：
class A:
def __init__(self,a):
self.a = a
class B(A): #类B定义时声明继承自类A，则在类B中__bases__中可看到类A，但这和是否调用类A的构造方法是两回事
def __init__(self,b,c): #如果B中调用了A的构造方法super().__init__(a)就可拥有父类的属性了，查看b的__dict__
self.b = b
self.c = c
def printv(self):
print(self.b)
print(self.c)
# print(self.a) #AttributeError: 'B' object has no attribute 'a'
b = B(20,30)
b.printv()
print(B.__bases__)
print(B.__dict__)
print(A.__dict__)
输出：
20
30
(
{'__module__': '__main__', '__init__':
{'__module__': '__main__', '__init__':
解决上例问题：
class A:
def __init__(self,a):
self.a = a
class B(A):
def __init__(self,b,c):
super().__init__(b+c) #等价于A.__init__(self,b+c)
self.b = b
self.c = c
def printv(self):
print(self.b)
print(self.c)
print(self.a)
b = B(20,30)
b.printv()
print(B.__bases__)
print(b.__dict__)
print(B.__dict__)
print(A.__dict__)
输出：
20
30
50
(
{'a': 50, 'b': 20, 'c': 30}
{'__module__': '__main__', '__init__':
{'__module__': '__main__', '__init__':
例：
class A:
def __init__(self,a,d):
self.a = a
self.__d = d
class B(A):
def __init__(self,b,c):
super().__init__(b+c,c-b)
self.b = b
self.c = c
self.__d = b + c + 1
def printv(self):
print(self.b)
print(self.c)
print(self.a)
print(self.__d)
b = B(20,30)
b.printv()
print(b.__class__.__bases__)
print(b.__dict__)
print(B.__dict__)
print(A.__dict__)
输出：
20
30
50
51
(
{'a': 50, '_A__d': 10, 'b': 20, 'c': 30, '_B__d': 51} #实例b的__dict__中有的私有属性，要查看该私有属性必须在该实例所在类中有方法，如果该实例的类中没有访问方法，父类中有同样属性的访问方法，那最终访问的是父类中的属性
{'__module__': '__main__', '__init__':
{'__module__': '__main__', '__init__':
例：
class Animal:
def __init__(self,age):
print('Animal init')
self.__age = age
def show(self):
print(self.__age)
class Cat(Animal):
def __init__(self,age,height):
print('Cat init')
super().__init__(age)
self.__age = age + 1
self.__height = height
c = Cat(10,20)
c.show() #show方法在Animal中定义，__age会被解释为_Animal__age，这样设计不好，Cat的实例应显示自己的属性值
print(c.__dict__)
print(Cat.__dict__)
print(Animal.__dict__)
输出：
Cat init
Animal init
10
{'_Animal__age': 10, '_Cat__age': 11, '_Cat__height': 20}
{'__module__': '__main__', '__init__':
{'__module__': '__main__', '__init__':
解决上例问题：
一个原则，自己的私有属性，就该自己的方法读取和修改，不要借助其它类的方法，即使是父类或派生类的方法；
class Animal:
def __init__(self,age):
print('Animal init')
self.__age = age
def show(self):
print(self.__age)
class Cat(Animal):
def __init__(self,age,height):
print('Cat init')
super().__init__(age)
self.__age = age + 1
self.__height = height
def show(self):
print(self.__age)
print(self.__height)
c = Cat(10,20)
c.show()
print(c.__dict__)
print(Cat.__dict__)
print(Animal.__dict__)
输出：
Cat init
Animal init
11
20
{'_Animal__age': 10, '_Cat__age': 11, '_Cat__height': 20}
{'__module__': '__main__', '__init__':
{'__module__': '__main__', '__init__':
多继承：
ocp原则，open-closed principle，多继承、少修改；
继承的用途：增强基类、实现多态；
多态：
在面向对象中，父类、子类通过继承联系在一起，如果可通过一套方法，就可实现不同表现，就是多态；
一个类继承自多个类，就是多继承，它将具有多个类的特征；
多继承弊端：
多继承很好的模拟了世界，因为事物很少是单一继承，但是舍弃简单，必然引入复杂性，带来了冲突；
如同一个孩子继承了来自父母双方的特征，那么到底眼睛像爸爸还是妈妈呢？孩子更像谁多一点？
多继承的实现会导致编译器设计的复杂度增加，所以现在很多语言也舍弃了类的多继承，C++支持多继承，java舍弃了多继承；
java中，一个类可实现多个接口，一个接口也可继承多个接口，java的接口很纯粹，只是方法的声明，继承者必须实现这些方法，就具有了这些能力，就能干什么；
多继承可能会带来二异性，如猫和狗都继承自动物类，如果一个类多继承了猫类和狗类，猫和狗都有shout方法，子类空间继承谁的shout呢？
解决方案：
实现多继承的语言，可解决二义性，深度优先或广度优先；
注：单一继承；
多继承，分开看两条均单继承：
MyClass-->D-->B-->A，深度优先；
MyClass-->D-->C-->B-->A，广度优先；
多继承带来路径选择问题，究竟继承哪个父类的特征呢？
py使用MRO，method resolution order，解决基类搜索顺序问题；
历史原因，MRO有三个搜索算法：
经典算法，按定义从左到右，深度优先策略，2.2之前，MyClass->D->B->A->C->A；
新式类算法，经典算法的升级，重复的只保留一个，2.2，MyClass->D->B->C->A->object；
C3算法，在类被创建出来时，就计算出一个MRO有序列表，2.3之后，py3唯一支持的算法，MyClass->D->B->C->A->object；
多继承的缺点：
当类很多，继承复杂的情况下，继承路径太多，很难说清什么样的继承路径；
py语法允许多继承，但py代码是解释执行，只有执行到的时候才发现错误；
团队协作开发，如果引入多继承，那代码将不可控；
不管编程语言是否支持多继承，都应避免多继承；
py的面向对象，太灵活了，太开放了，所以要团队守规矩，类增加要规范；
规范化、文档化、大量重构；
多继承定义：
class ClassName(基类列表):
类体
mixin：
UML中，面向对象中的高级部分；
例：
Document类是其它所有文档类的抽象基类；
Word、Pdf是Document类的子类；
要求：
为document子类提供打印能力；
思路1：
在Document类中提供print方法；
基类提供的方法不应该具体实现，因为它未必适合子类的打印，子类中需要覆盖重写；
print算是一种能力——打印功能，不是所有的Document的子类都需要的，所以，从这个角度出发，有问题；
思路2：
需要打印的子类上增加；
如果在子类上直接增加，违反了ocp原则，所以应该继承后增加；
以下两种不同的继承思路，不同场景下用：
方一：用于项目正在开发中，直接加到所属类里；
方二：用于已开发完成项目或第三方库，用继承方式新增类；
看似不错，如果还要提供其它能力，如何继承？
应用于网络，文档应该具备序列化的能力，类上就应该实现序列化；
可序列化还可能分为使用pickle、messagepack、json等；
这时发现，类可能太多了，继承的方式不是很好了，功能太多，A类需要某几样功能，B类需要另几样功能，很繁琐；
思路3：
装饰器，用处极广；
优点：简单方便，在需要的地方动态增加；
用装饰器增强一个类，把功能给类附加上去，哪个类需要，就装饰它；
思路4：
mixin，本质上就是多继承实现的；
mixin体现的是一种组合的设计模式；
在面向对象的设计中，一个复杂的类，往往需要很多功能，而这些功能由来自不同的类提供，这就要将很多的类组合在一起；
从设计模式的角度来说，多组合（混在一起，如PrintableWord(PrintableMixin,Word)）、少继承，组合优于继承；
mixin类的使用原则：
mixin类中不应该显式的出现__init__初始化方法（是混进去增强功能的，不用初始化，一般是用来增强类属性，而不是增强实例的，实例缺的东西应在其类上或继承的类上，而不是混进去的）；
mixin类通常不能独立工作（不完整），因为它是准备混入别的类中的部分功能实现；
mixin类如有继承，该mixin类的祖先类也应是mixin类；
使用时，mixin类通常在继承列表的第一个位置，如class SuperPrintablePdf(SuperPrintableMixin,Pdf): pass；
mixin类和装饰器：
这两种方式都可使用，看个人喜好；
如果还需要继承，就要使用mixin类方式；
简单用装饰器；复杂用mixin类；
实现方式不同，结果一样（殊途同归）；
思路2：方一：
class Document:
def __init__(self,content):
self.content = content
def print(self):
print(self.content)
class Word(Document): #用于项目正在开发中，直接加到所属类里
def print(self):
print('word print: {}'.format(self.content))
class Pdf(Document):
def print(self):
print('pdf print: {}'.format(self.content))
print(Word.mro())
word = Word('test\nabc')
word.print()
print(Word.__dict__)
输出：
[
word print: test
abc
{'__module__': '__main__', 'print':
思路2：方二1：
class Document: #第三方库
def __init__(self,content):
self.content = content
def print(self):
print(self.content)
class Word(Document): pass #第三方库
class PrintableWord(Word):
def print(self):
print('word print: {}'.format(self.content))
class Pdf(Document): pass #第三方库
class PrintablePdf(Pdf):
def print(self):
print('pdf print: {}'.format(self.content))
print(PrintableWord.mro())
word = PrintableWord('test\nabc')
word.print()
print(word.__dict__)
print(PrintableWord.__dict__)
输出：
[
word print: test
abc
{'content': 'test\nabc'}
{'__module__': '__main__', 'print':
思路2：方二2：
class Printable:
def _print(self):
print(self.content)
class Document:
def __init__(self,content):
self.content = content
def print(self):
print(self.content)
class Word(Document): pass
class PrintableWord(Printable,Word): pass
class Pdf(Document): pass
class PrintablePdf(Printable,Pdf): pass
print(PrintableWord.mro())
word = PrintableWord('test\nabc')
word.print()
print(word.__dict__)
print(PrintableWord.__dict__)
输出：
[
test
abc
{'content': 'test\nabc'}
{'__module__': '__main__', '__doc__': None}
思路3（函数装饰器）：
def printable(cls):
# def _print(self):
# print(self.content)
# cls.print = _print #等价于下面一行
cls.print = lambda self: print(self.content)
return cls
class Document:
def __init__(self,content):
self.content = content
def print(self):
print(self.content)
class Word(Document): pass
class Pdf(Document): pass
@printable
class PrintableWord(Word): pass
@printable
class PrintablePdf(Pdf): pass
word = PrintableWord('test\nabc')
word.print()
print(word.__class__.mro())
print(word.__dict__)
print(PrintableWord.__dict__)
输出：
test
abc
[
{'content': 'test\nabc'}
{'__module__': '__main__', '__doc__': None, 'print':
思路4：
class PrintableMixin:
def print(self): #该行和下一行的print，与builtins中冲突？不冲突，这是自定义类中的方法；若把该函数写在与class同级下，就与builtins冲突了
print('~~~~~~~~~~~~~~~~')
print(self.content)
print('~~~~~~~~~~~~~~~~')
class Document:
def __init__(self,content):
self.content = content
class Word(Document): pass
class PrintableWord(PrintableMixin,Word): pass #PrintableMixin只能在前边，如在右边将不起作用，属多继承，本质上是改变了__mro__中的顺序
class Pdf(Document): pass
class PrintablePdf(PrintableMixin,Pdf): pass
class SuperPrintableMixin(PrintableMixin): #mixin是类，可继承
def print(self):
print('#####################')
print(self.content)
print('#####################')
class SuperPrintablePdf(SuperPrintableMixin,Pdf): pass
word = PrintableWord('test\nabc')
word.print()
print(word.__class__.mro()) #查看搜索顺序
print(word.__dict__)
print(word.__class__.__dict__)
pdf = SuperPrintablePdf('pdf\npdf')
pdf.print()
print(pdf.__class__.mro())
print(pdf.__dict__)
print(pdf.__class__.__dict__)
输出：
~~~~~~~~~~~~~~~~
test
abc
~~~~~~~~~~~~~~~~
[
{'content': 'test\nabc'}
{'__module__': '__main__', '__doc__': None}
#####################
#####################
[
{'content': 'pdf\npdf'}
{'__module__': '__main__', '__doc__': None}
习题：
1、shape基类，要求所有子类都必须提供面积的计算，子类有三角形、矩形、圆；
2、上题圆类的数据可序列化；
3、用面向对象实现linked list链表：
单向链表实现append、iternodes；
双向链表实现append、pop、insert、remove、iternodes；
注：
pycharm中格式化，Code-->Reformat Code；
文档字符串一般用"""，双引号三引号；
1、
import math
class Shape:
@property
def area(self):
# return
raise NotImplementedError('base class is not implement') #技巧，基类中未实现该方法，即这个父类就是不允许调用
class Triangle(Shape):
def __init__(self,bottom,height):
self.bottom = bottom
self.height = height
@property
def area(self):
return self.bottom * self.height / 2
class Rectangle(Shape):
def __init__(self,length,width):
self.length = length
self.width = width
@property
def area(self):
return self.length * self.width
class Circle(Shape):
def __init__(self,radius):
self.radius = radius
@property
def area(self):
return math.pi * (self.radius ** 2)
triangle = Triangle(3,2)
print(triangle.area)
rectangle = Rectangle(5,4)
print(rectangle.area)
circle = Circle(2)
print(circle.area)
输出：
3.0
20
12.566370614359172
2、
import json
import msgpack
from class_practice_8 import Circle
class SerializableMixin:
def dumps(self,t='json'):
if t == 'json':
return json.dumps(self.__dict__)
elif t == 'msgpack':
return msgpack.dumps(self.__dict__)
else:
raise NotImplementedError('Not implemented serializable')
class SerializableCircleMixin(SerializableMixin,Circle): pass
scm = SerializableCircleMixin(2)
print(scm.area)
print(scm.__dict__)
s = scm.dumps('msgpack')
print(s)
输出：
12.566370614359172
{'radius': 2}
b'\x81\xa6radius\x02'
single linkedlist
链表与列表？链表为什么用列表实现？
列表中仅保存的是链表中每个元素内存地址的引用；
链表中每个元素之间是靠自身内部的next联系的；
单向链表，手拉手，有序，内存中是乱的、分散的；
list，内存中有序；
3、
single linkedlist1：
class SingleNode:
def __init__(self,val,next=None):
self.val = val
self.next = next
def __repr__(self):
return str(self.val)
def __str__(self):
return str(self.val)
class LinkedList:
def __init__(self):
# self.nodes = []
self.head = None
self.tail = None
def append(self,val):
node = SingleNode(val)
if self.tail is None:
self.head = node
else:
self.tail.next = node
# self.nodes.append(node)
self.tail = node
def iternodes(self):
current = self.head
while current:
yield current
current = current.next
ll = LinkedList()
node = SingleNode(5)
ll.append(node)
node = SingleNode(6)
ll.append(node)
for node in ll.iternodes():
print(node)
输出：
5
6
single linkedlist2：
class SingleNode: #代表一个节点
def __init__(self,val,next=None): #最后一个为None
self.val = val
self.next = next #实例属性，类中print和装饰器中的_print
def __repr__(self):
return str(self.val)
__str__ = __repr__
class LinkedList: #容器类，某种方式存储一个个节点
def __init__(self):
self.items = [] #保存每个节点的地址；可用索引，便于查询，检索方便，但insert、remove不方便，[]适合读多写少；业务中如果频繁插入元素则不用列表
self.head = None
self.tail = None #追加方便
def append(self,val):
node = SingleNode(val)
if self.tail is None: #尾巴是空则该链表为空
self.head = node
else:
self.tail.next = node
self.tail = node
self.items.append(node)
def iternodes(self): #要知道链表中的元素必须迭代；技巧：generator
current = self.head
while current:
yield current
current = current.next
def __getitem__(self, item): #仅用于容器，提供一种方便的接口，如索引或其它方式来用
return self.items[item]
def __len__(self): #很少拿长度，频繁操作长度一直在变，只是大概
return len(self.items)
ll = LinkedList()
node = SingleNode(5)
ll.append(node)
node = SingleNode(6)
ll.append(node)
for node in ll.iternodes():
print(node)
print(ll[0])
输出：
5
6
5
2
double linkedlist：
技巧：
generator；
三目运算符；
enumerate()；
class SingleNode:
def __init__(self,val,next=None,prev=None):
self.val = val
self.next = next
self.prev = prev
def __repr__(self):
return str(self.val)
__str__ = __repr__
class LinkedList:
def __init__(self):
# self.items = []
self.head = None
self.tail = None
def append(self,val):
node = SingleNode(val)
if self.tail is None: #第一个node，the first node
self.head = node
else:
self.tail.next = node
node.prev = self.tail #当前节点的上一个节点
self.tail = node
# self.items.append(node)
def iternodes(self,reverse=False):
current = self.tail if reverse else self.head #2个技巧，generator函数和类三目运算符
while current:
yield current
current = current.prev if reverse else current.next
def pop(self):
if self.tail is None: #链表中元素为0
raise Exception('Empty')
tail = self.tail
prev = tail.prev
# next = tail.next #用不上，尾巴的下一个元素一定为None
if prev is None: #尾巴的前一个元素为空，说明该链表仅一个元素
self.head = None
self.tail = None #把当前尾巴的元素清空后，链表就为空
else: #链表中元素>1个
self.tail = prev
prev.next = None
return tail.val
def getitem(self,index):
if index < 0:
return None
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()): #技巧
if i == index:
current = node
break
if current is None: #如下四行可简写为if current is not None: return current
return None
else:
return current
def insert(self,index,val): #考虑当前链表，0个元素，1个元素（index为0、1时），尾部追加
if index < 0:
raise Exception('Error')
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None: #链表中无元素，index只要大于边界就往里追加
self.append(val)
return
prev = current.prev
# next = current.next
node = SingleNode(val)
if prev is None: #前加、中间加、尾部加
self.head = node
node.next = current
current.prev = node
else:
node.prev = prev
node.next = current
current.prev = node
prev.next = node
def remove(self,index):
if self.tail is None:
raise Exception('Empty')
if index < 0:
raise ValueError('Wrong Index{}'.format(index))
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None:
raise ValueError('Wrong Index {} out of memory'.format(index))
prev = current.prev
next = current.next
if prev is None and next is None:
self.head = None
self.tail = None
elif prev is None:
self.head = next
next.prev = None
elif next is None:
self.tail = prev
prev.next = None
else:
prev.next = next
next.prev = prev
del current
ll = LinkedList()
node1 = SingleNode('abc')
ll.append(node1)
node2 = SingleNode(4)
ll.append(node2)
node3 = SingleNode(5)
ll.append(node3)
node4 = SingleNode(6)
ll.append(node4)
node5 = SingleNode('end')
ll.append(node5)
for node in ll.iternodes():
print(node)
print('~'*20)
ll.pop()
ll.pop()
ll.pop()
ll.insert(0,'start') #各种测试，前、中、尾，元素为空，元素为1个
ll.insert(8,'end')
ll.insert(1,123)
ll.insert(2,456)
ll.remove(5)
ll.remove(0)
for node in ll.iternodes(reverse=True):
print(node)
输出：
abc
4
5
6
end
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4
abc
456
123
习题：
1、将链表，封装成容器：
要求：
1)提供__getitem__()、__iter__()、__setitem__()；
2)使用一个列表，辅助完成上面的方法；
3)进阶：不使用列表，完成上面的方法；
2、实现类property装饰器，类名称为Property；
1、方一（容器实现）：
class SingleNode:
def __init__(self,val,next=None,prev=None):
self.val = val
self.next = next
self.prev = prev
def __repr__(self):
return str(self.val)
__str__ = __repr__
class LinkedList:
def __init__(self):
self.items = []
self.head = None
self.tail = None
self.size = 0
def append(self,val):
node = SingleNode(val)
if self.tail is None:
self.head = node
else:
self.tail.next = node
node.prev = self.tail
self.tail = node
self.items.append(node)
self.size += 1
def iternodes(self,reverse=False):
current = self.tail if reverse else self.head
while current:
yield current
current = current.prev if reverse else current.next
def pop(self):
if self.tail is None:
raise Exception('Empty')
tail = self.tail
prev = tail.prev
# next = tail.next
if prev is None:
self.head = None
self.tail = None
else:
self.tail = prev
prev.next = None
self.items.pop()
self.size -= 1
return tail.val
def getitem(self,index):
if index < 0:
return None
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None:
return None
else:
return current
def insert(self,index,val):
if index < 0:
raise Exception('Error')
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None:
self.append(val)
return
prev = current.prev
# next = current.next
node = SingleNode(val)
if prev is None:
self.head = node
node.next = current
current.prev = node
else:
node.prev = prev
node.next = current
current.prev = node
prev.next = node
self.items.insert(index,val)
self.size += 1
def remove(self,index):
if self.tail is None:
raise Exception('Empty')
if index < 0:
raise ValueError('Wrong Index{}'.format(index))
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None:
raise ValueError('Wrong Index {} out of memory'.format(index))
prev = current.prev
next = current.next
if prev is None and next is None:
self.head = None
self.tail = None
elif prev is None:
self.head = next
next.prev = None
elif next is None:
self.tail = prev
prev.next = None
else:
prev.next = next
next.prev = prev
del current
self.items.pop(index)
self.size -= 1
def __len__(self):
return self.size
# def __iter__(self):
# return iter(self.items)
__iter__ = iternodes
def __getitem__(self, item):
return self.items[item]
def __setitem__(self, key, value):
self.items[key].val = value #如果出错，借用列表来抛异常，不需自己实现
ll = LinkedList()
node1 = SingleNode('abc')
ll.append(node1)
node2 = SingleNode(4)
ll.append(node2)
node3 = SingleNode(5)
ll.append(node3)
node4 = SingleNode(6)
ll.append(node4)
# ll.remove(3)
node5 = SingleNode('end')
ll.append(node5)
for node in ll.iternodes():
print(node)
print('~'*20)
ll.pop()
node6 = SingleNode('head')
ll.insert(0,node6)
node7 = SingleNode('middle')
ll.insert(3,node7)
ll.remove(3)
# print(len(ll))
for node in ll:
print(node)
# print(node7.next) #None
1、方二（非容器实现）：
class SingleNode:
def __init__(self,val,next=None,prev=None):
self.val = val
self.next = next
self.prev = prev
def __repr__(self):
return str(self.val)
__str__ = __repr__
class LinkedList:
def __init__(self):
# self.items = []
self.head = None
self.tail = None
self.size = 0
def append(self,val):
node = SingleNode(val)
if self.tail is None:
self.head = node
else:
self.tail.next = node
node.prev = self.tail
self.tail = node
# self.items.append(node)
self.size += 1
def iternodes(self,reverse=False):
current = self.tail if reverse else self.head
while current:
yield current
current = current.prev if reverse else current.next
def pop(self):
if self.tail is None:
raise Exception('Empty')
tail = self.tail
prev = tail.prev
# next = tail.next
if prev is None:
self.head = None
self.tail = None
else:
self.tail = prev
prev.next = None
# self.items.pop()
self.size -= 1
return tail.val
def getitem(self,index):
if index < 0:
return None
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None:
return None
else:
return current
def insert(self,index,val):
if index < 0:
raise Exception('Error')
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None:
self.append(val)
return
prev = current.prev
# next = current.next
node = SingleNode(val)
if prev is None:
self.head = node
node.next = current
current.prev = node
else:
node.prev = prev
node.next = current
current.prev = node
prev.next = node
# self.items.insert(index,val)
self.size += 1
def remove(self,index):
if self.tail is None:
raise Exception('Empty')
if index < 0:
raise ValueError('Wrong Index{}'.format(index))
current = None
for i,node in enumerate(self.iternodes()):
if i == index:
current = node
break
if current is None:
raise ValueError('Wrong Index {} out of memory'.format(index))
prev = current.prev
next = current.next
if prev is None and next is None:
self.head = None
self.tail = None
网页名称：28面向对象3_继承_linkedlist
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