Python中双链接列表的深度复制

Question

我在实现DoublyLinkedList类的深度复制方法时遇到问题。深层副本应该返回一个新的、原始的双链接列表，该列表不引用原始DLL（与浅副本不同）。在

以下是我目前所掌握的情况：

class EmptyCollection(Exception):
    pass


class DoublyLinkedList:
    class Node:
        def __init__(self, data=None, next=None, prev=None):
            self.data = data
            self.next = next
            self.prev = prev

        def disconnect(self):
            self.data = None
            self.next = None
            self.prev = None

    def __init__(self):
        self.header = DoublyLinkedList.Node()
        self.trailer = DoublyLinkedList.Node()
        self.header.next = self.trailer
        self.trailer.prev = self.header
        self.size = 0

    def __len__(self):
        return self.size

    def is_empty(self):
        return (len(self) == 0)

    def first_node(self):
        if (self.is_empty()):
            raise EmptyCollection("List is empty")
        return self.header.next

    def last_node(self):
        if (self.is_empty()):
            raise EmptyCollection("List is empty")
        return self.trailer.prev

    def add_first(self, elem):
        return self.add_after(self.header, elem)

    def add_last(self, elem):
        return self.add_after(self.trailer.prev, elem)

    def add_after(self, node, elem):
        prev = node
        succ = node.next
        new_node = DoublyLinkedList.Node()
        new_node.data = elem
        new_node.prev = prev
        new_node.next = succ
        prev.next = new_node
        succ.prev = new_node
        self.size += 1
        return new_node

    def add_before(self, node, elem):
        return self.add_after(node.prev, elem)

    def delete(self, node):
        prev = node.prev
        succ = node.next
        prev.next = succ
        succ.prev = prev
        self.size -= 1
        data = node.data
        node.disconnect()
        return data

    def __iter__(self):
        if(self.is_empty()):
            return
        cursor = self.first_node()
        while(cursor is not self.trailer):
            yield cursor.data
            cursor = cursor.next

    def __str__(self):
        return '[' + '<-->'.join([str(elem) for elem in self]) + ']'

    def __repr__(self):
        return str(self)




def deepCopy(lnk_lst):
    currenthead = lnk_lst.first_node()
    temp = DoublyLinkedList()
    while currenthead is not lnk_lst.trailer:
        temp.add_last(currenthead.data)
        currenthead = currenthead.next
    return temp


lnk_lst1 = DoublyLinkedList()
elem1 = DoublyLinkedList()
elem1.add_last(1)
elem1.add_last(2)
lnk_lst1.add_last(elem1)
elem2 = 3
lnk_lst1.add_last(elem2)
lnk_lst2 = deepCopy(lnk_lst1)
e1 = lnk_lst1.first_node()
e1_1 = e1.data.first_node()
e1_1.data = 10
e2 = lnk_lst2.first_node()
e2_1 = e2.data.first_node()
print(e2_1.data) #should print 1

我的深度复制方法似乎返回浅拷贝。程序的输出应该是1（因为lnk_lst2不应该引用lnk_lst1中的任何元素）

有人能解释一下我如何修改我的深度复制方法来生成链表的深层副本而不是浅拷贝吗？在

我不能使用python内置的deep或shallow拷贝来实现这一点。任何帮助都将不胜感激。在

Answer 1

许多基本对象可以用type(obj)(obj)复制。E、 g.dict(dct)或{}将创建一个副本。不可变类型将返回相同的对象，这很好。int(42)为42，str("string")为{}，依此类推

以下解决方案仅限于此类类型。在

因此，让我们利用这个方法，将DoublyLinkedList添加到创建副本的类型集中（在我们的示例中是一个深层副本，但仅限于嵌套的第一级）。修改__init__：

def __init__(self, iterable=()):
    self.header = DoublyLinkedList.Node()
    self.trailer = DoublyLinkedList.Node()
    self.header.next = self.trailer
    self.trailer.prev = self.header
    self.size = 0 
    for item in iterable:
        self.add_last(type(item)(item))

现在我们不再需要deepCopy()。唯一要做的改变是替换：

^{pr2}$

签署人：

lnk_lst2 = DoublyLinkedList(lnk_lst1)

Answer 2

要执行深度复制，需要复制嵌入的链接列表：

def deepCopy(lnk_lst):
    currenthead = lnk_lst.first_node()
    temp = DoublyLinkedList()
    while currenthead is not lnk_lst.trailer:
        if isinstance(currenthead.data, DoublyLinkedList):
            temp.add_last(deepCopy(currenthead.data))
        else:
            temp.add_last(currenthead.data)
        currenthead = currenthead.next
    return temp