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python之数据结构与算法（数据结构篇）—— 线性表

article 2024/10/25 14:41:57

由于博主之前在”数据结构与算法“上踩了很多坑，发现大多教”数据结构与算法“的书籍都是教概念，很容易半知半解的，特此写这个系列。使用python代码和Java Scriopt代码+HTML可视化动画帮助大家去理解这些枯燥的概念！！！

一、线性表的概念

假设你有一个书架，书架上可以放多本书，每本书都按照一定的顺序排列。这个书架就是一个简单的线性表模型：

  • 你可以把书一本一本放在书架上。

  • 你可以从书架上取走一本书。

  • 你可以知道书架上有多少本书。

  • 你可以找到特定位置的书。

  • 你可以根据书名查找书的位置。

     

二、python代码实现思路

  1. 初始化：创建一个空列表来存储书籍。
  2. 添加书籍：向列表中添加新的书籍。
  3. 删除书籍：从列表中删除指定的书籍。
  4. 查找书籍：在列表中查找特定的书籍。
  5. 显示所有书籍：打印当前列表中的所有书籍。

三、python实现 

class Bookshelf:
    def __init__(self):
        # 初始化一个空的书籍列表
        self.books = []

    def add_book(self, title):
        # 向书籍列表中添加新书
        self.books.append(title)
        print(f"Added book: {title}")

    def remove_book(self, title):
        # 从书籍列表中移除指定的书
        if title in self.books:
            self.books.remove(title)
            print(f"Removed book: {title}")
        else:
            print(f"Book not found: {title}")

    def find_book(self, title):
        # 查找书籍并返回其索引，如果找不到则返回-1
        try:
            index = self.books.index(title)
            print(f"Found book '{title}' at index {index}")
            return index
        except ValueError:
            print(f"Book not found: {title}")
            return -1

    def display_books(self):
        # 显示当前书籍列表
        if self.books:
            print("Current books in the shelf:")
            for i, book in enumerate(self.books):
                print(f"{i}: {book}")
        else:
            print("The bookshelf is empty.")

# 创建一个Bookshelf对象
bookshelf = Bookshelf()

# 添加一些书籍
bookshelf.add_book("Python Programming")
bookshelf.add_book("Data Structures and Algorithms")
bookshelf.add_book("Web Development with JavaScript")

# 显示所有书籍
bookshelf.display_books()

# 查找一本书
bookshelf.find_book("Data Structures and Algorithms")

# 删除一本书
bookshelf.remove_book("Web Development with JavaScript")

# 再次显示所有书籍
bookshelf.display_books()

四、python代码解释

  1. 类定义：

    • Bookshelf 类用于封装书籍管理的功能。
    • __init__ 方法初始化一个空的书籍列表 self.books。

  2. 添加书籍：

    • add_book 方法接受一个书名 title，并将其添加到 self.books 列表中。
    • 打印一条消息表示书籍已添加。

  3. 删除书籍：

    • remove_book 方法接受一个书名 title，检查该书是否存在于 self.books 中。
    • 如果存在，则移除该书并打印一条消息；如果不存在，则打印一条错误消息。

  4. 查找书籍：

    • find_book 方法接受一个书名 title，尝试找到该书在 self.books 中的索引。
    • 如果找到，则打印索引并返回索引值；如果未找到，则打印错误消息并返回 -1。

  5. 显示所有书籍：

    • display_books 方法遍历 self.books 列表，并打印每本书及其索引。
    • 如果列表为空，则打印一条消息表示书架是空的。

使用示例

  • 创建一个 Bookshelf 对象。
  • 添加几本书。
  • 显示当前的书籍列表。
  • 查找并删除一本书。
  • 再次显示书籍列表以确认变化。

五、HTML可视化加深理解线性表 

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Linear List Example - Bookshelf</title>
<style>
  body {
    font-family: Arial, sans-serif;
    margin: 20px;
  }
  #bookList {
    margin-top: 20px;
    border: 1px solid #ccc;
    padding: 10px;
    width: 300px;
    min-height: 100px;
    display: flex;
    flex-direction: column;
    align-items: flex-start;
  }
  .bookItem {
    background-color: #f9f9f9;
    border: 1px solid #ddd;
    padding: 5px 10px;
    margin: 5px 0;
    transition: all 0.5s ease;
  }
  .added { animation: fadeIn 0.5s; }
  .removed { animation: fadeOut 0.5s; }

  @keyframes fadeIn {
    from { opacity: 0; transform: translateY(-20px); }
    to { opacity: 1; transform: translateY(0); }
  }
  @keyframes fadeOut {
    from { opacity: 1; transform: translateY(0); }
    to { opacity: 0; transform: translateY(20px); }
  }
</style>
</head>
<body>
<h1>Bookshelf (Linear List)</h1>
<div id="controls">
  <input type="text" id="newBook" placeholder="Enter book title">
  <button onclick="addBook()">Add Book</button>
  <button onclick="removeLastBook()">Remove Last Book</button>
</div>
<div id="bookList"></div>

<script>
  const books = [];
  const listContainer = document.getElementById('bookList');

  function addBook() {
    const newBookTitle = document.getElementById('newBook').value.trim();
    if (newBookTitle) {
      const listItem = document.createElement('div');
      listItem.className = 'bookItem added';
      listItem.textContent = newBookTitle;
      setTimeout(() => {
        listItem.classList.remove('added'); // 移除动画类
      }, 500);
      listContainer.appendChild(listItem);
      books.push(newBookTitle);
      document.getElementById('newBook').value = ''; // 清空输入框
    }
  }

  function removeLastBook() {
    if (books.length > 0) {
      const lastBook = listContainer.lastChild;
      lastBook.classList.add('removed');
      setTimeout(() => {
        listContainer.removeChild(lastBook);
      }, 500);
      books.pop();
    }
  }
</script>
</body>
</html>

解释

  1. HTML结构：

    • 页面有一个标题 <h1>。
    • 一个包含输入框和两个按钮（用于添加和删除书籍）的控制区域 <div id="controls">。
    • 一个用于显示书籍列表的容器 <div id="bookList">。

  2. CSS样式：

    • 设置了基本的字体和边距。
    • 定义了书籍项的基本样式和动画效果。
    • fadeIn 和 fadeOut 动画分别用于新添加项的淡入和移除项的淡出。

  3. JavaScript逻辑：

    • addBook 函数读取用户输入的新书名，并将其添加到 books 数组和DOM中的 #bookList 容器里。
    • removeLastBook 函数从 books 数组和DOM中移除最后一本书。
    • 使用 setTimeout 来控制动画结束后才真正移除DOM元素或移除动画类。

http://www.kler.cn/news/364536.html

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