3. 链表
为什么需要链表
顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间，而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁，所以使用起来并不是很灵活。链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。
链表的定义
链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是不像顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点（数据存储单元）里存放下一个节点的位置信息（即地址）。
3.1 单向链表
单向链表也叫单链表，是链表中最简单的一种形式，它的每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。
1. 表元素域elem用来存放具体的数据。
2. 链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
3. 变量p指向链表的头结点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。
3.1.1 节点实现
3.1.2 单链表的操作
is_empty() 链表是否为空
length() 链表长度
travel() 遍历整个链表
add(item) 链表头部添加元素
append(item) 链表尾部添加元素
insert(pos,item) 指定位置添加元素
remove(item) 删除节点
search(item) 查找节点是否存在
3.1.3 单链表的实现
头部添加元素
尾部添加元素
指定位置添加元素
删除节点
3.1.4 链表与顺序表的对比
链表失去了顺序表随机读取的优点，同时链表由于增加了节点的指针域，空间开销比较大，但对于存储空间的使用要相对灵活。
链表与顺序表的各种操作复杂度如下所示：
注意虽然表面看起来复杂度都是O(n)，但是链表和顺序表在插入和删除时进行的是完全不同的操作。链表的主要耗时操作是遍历查找，删除和插入操作本身的复杂度是O(1)。顺序表查找很快，主要耗时的操作是拷贝覆盖。因为除了目标元素在尾部的特殊情况，顺序表进行插入和删除时需要对操作，只能通过拷贝和覆盖的方法进行。
3.2 单向循环链表
单链表的一个变形是单向循环链表，链表中的最后一个节点的next域不再为None，而是指向链表的头结点。
3.2.1 操作
is_empty() 判断链表是否为空
length() 返回链表的长度
travel() 遍历
add(item) 在头部添加一个节点
append(item) 在尾部添加一个节点
insert(pos,item) 在指定位置pos添加节点
remove(item) 删除一个节点
search(item) 查找节点是否存在
3.2.2 实现
3.3 双向链表
一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。每个节点有两个链接：一个指向前一个节点，当此节点为第一个节点时，指向空值；而另一个指向下一个节点，当此节点为最后一个节点时，指向空值。
3.3.1 操作
is_empty() 链表是否为空
length() 链表长度
travel() 遍历链表
add(item) 链表头部添加
append(item) 链表尾部添加
insert(pos,item) 指定位置添加
remove(item) 删除节点
search(item) 查找节点是否存在
3.3.2 实现
