链表分为单链表、双链表、循环单链表和循环双链表。

本文以单链表为例，用python创建一个单链表数据结构，同时定义链表节点的增加、删除、查询和打印操作。

一、创建节点类

创建一个名为Node的节点类，节点类里面包含2个属性和1个方法。

1. 节点类的属性

分别为data数据域属性和next指针域属性。

2. 节点类的方法

has_value()方法，判断节点的值是否等于某个值。

# 创建节点类
class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.next = None
        return
    def has_value(self, value):
        if self.data == value:
            return True
        else:
            return False

二、创建单链表类

创建一个名为singlelink的单链表类，其中包含3个属性和7个方法。

1. 单链表类的属性

头结点head、尾节点tail和链表长度length。

2. 单链表类的方法

（1）__init__()：初始化方法。

（2）isempty()：判断链表是否为空。

（3）add_node()：在链表尾部添加一个节点。

（4）insert_node()：在链表中的某个位置（从1开始）插入一个节点。

（5）delete_node_byid()：通过位置（从1开始），在链表中删除对应的节点。

（6）find_node()：查找某个值在链表中所在的位置（从1开始）。

（7）print_link()：按顺序打印链表的值。

注意：insert_node()、delete_node_byid()和find_node()方法中的位置指从1开始计数，并非按python中列表索引值从0开始。

（一）__init__()

# 创建一个单链表类
class singlelink:
    # 初始化方法
    def __init__(self):
        self.head = None
        self.tail = None
        self.length = 0
        return

（二）isempty()

    # 判断链表是否为空
    def isempty(self):
        if self.length == 0:
            return True
        else:
            return False

（三）add_node()

    # 向链表尾部添加一个节点
    def add_node(self, item):
        if not isinstance(item, Node):  # 判断item是否是Node类型
            item = Node(item)   # 创建新节点
        if self.head is None:
            self.head = item
            self.tail = item
        else:
            self.tail.next = item
            self.tail = item
        self.length += 1
        return

（四）insert_node()

# 在链表中插入一个结点
    def insert_node(self, index, data):
        if self.isempty():
            print('this link is empty')
            return
        if index < 1 or index > self.length + 1:    # 插入序号不能大于长度或小于0
            print('error: out of index')
            return
        item = Node(data)
        if index == 1:
            item.next = self.head
            self.head = item
            self.length += 1
            return
        j = 1
        node = self.head
        prev = self.head
        while node.next and j < index:
            prev = node
            node = node.next
            j += 1
        if j == index:  # 在链表中间添加元素
            item.next = node
            prev.next = item
            self.length += 1
            return
        if node.next is None:  # 在链表尾部添加元素
            self.add_node(item)

（五）delete_node_byid()

# 通过索引，在链表中删除节点
    def delete_node_byid(self, item_id):
        if self.isempty():
            print('this link is empty, Unable to delete')
            return
        if item_id < 1 or item_id > self.length:
            print('error：out of index，Unable to delete')
        id = 1
        current_node = self.head
        previous_node = None
        while current_node is not None:
            if id == item_id:
                if previous_node is not None:
                    previous_node.next = current_node.next
                    return
                else:
                    self.head = current_node.next   # 删除头结点的情况
                    return
            previous_node = current_node
            current_node = current_node.next
            id += 1
        self.length -= 1
        return

（六）find_node()

# 通过数值，在链表中找到节点(返回该节点的所有位置)
    def find_node(self, value):
        current_node = self.head
        node_id = 1
        result = []
        while current_node is not None:
            if current_node.has_value(value):
                result.append(node_id)
            current_node = current_node.next
            node_id += 1
        return result

（七）print_link()

    def print_link(self):
        currrent_node = self.head
        while currrent_node is not None:
            print(currrent_node.data)
            currrent_node = currrent_node.next
        return

创建单链表，并进行增加、删除、查询等操作

# 创建三个节点
Node1 = Node('a')
Node2 = Node('b')
Node3 = Node('c')

# 定义一个空链表
link = singlelink()

# 判断是否是空链表
print(link.isempty())

# 尾部添加结点
for node in [Node1, Node2, Node3]:
    link.add_node(node)

# 在链表中插入位置
link.insert_node(2, 'e')
link.insert_node(4, 'f')
link.insert_node(4, 'f')
link.insert_node(8, 'h') # 无法插入

# 打印链表
link.print_link()
print('*****************')

# 删除元素
link.delete_node_byid(2)
link.print_link()

print('*****************')
# 查找元素
node_ids = link.find_node('f') # 查询元素5的位置
if len(node_ids) == 0:
    print('链表中无此元素')
else:
    print(node_ids)