用 python 学习数据结构（一）链表

一、为什么要学习数据结构

python 语言和标准库自带了很多数据结构，比如 list、set、dict、tuple、queue、heapq等，所以很在标准库或者第三方库提供的数据结构够用的情况下，不需要自己再写数据结构。

当然，掌握了数据结构的原理之后，面对大量数据的时候，可以更轻松地选择合适的数据结构，以及在标准数据结构不够用的情况下，可以定制化实现自己的数据结构。

为什么要有数据结构呢？ 可以考虑在不使用数据结构的情况下，如果需要处理100个数据，是不是就需要使用100个变量来表示它们，如果是10000个数据呢，直接就没法玩儿了。

所以，数据结构就是把大批量要处理的数据组织起来，方便编程的时候使用。数据组织的方式（结构）不同，就形成了多种多样的数据结构。每种结构都有各自的特点以及适用场景。比如，链表只能顺序存取一个数据，二叉搜索树可以 O(log(n))的时间复杂度存取数据，哈希表 可以使用 O(log(1))的复杂度存取数据但是比较适用于 key->value的数据类型。

二、链表是一种什么样的数据结构

接下来就讲一下 链表（List）这个数据结构的原理。

List是一种比较简单的数据结构，把数据通过指针(引用)串起来，组成一个链，操作者只需要拿着 head 或者 tail（双向链表） 就可以操作所有数据了。

ListNode1 --> ListNode2 --> ListNode3 --> ListNode4

每个 ListNode 包含 数据 以及对下一个 ListNode 的引用，如果我们要在某个位置上插入一个节点，比如在 ListNode3后面插入 ListNode5， 插入之后的情况就是：

ListNode1 --> ListNode2 --> ListNode3 --> ListNode5 --> ListNode4

三、python 语言实现简单的 List 结构

我们使用 python 一步步来实现一下这个数据结构，主要实现 find、insertBefore、insertAfter、remove、append、count 这几种操作。

这里主要是学习之用，所以这里的操作和一些标准库的 List 提供的操作接口不太一样。对于高级语言标准容器的List， 一般不会暴露内部的 ListNode。

关于List 的可迭代性，以及更标准的操作封装，放在下一次实现吧。

下面就是代码了，如果有些不对的地方，欢迎大家指正。