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Como inserir um novo nó na posição n de uma lista singularmente encadeada em Python

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Depois de aprendermos a inserir nós no início e no final de uma lista singularmente ligada (singly linked list) em Python, chegou a hora de vermos o código que insere o nó em qualquer posição da lista. Este procedimento é um pouco mais complicado, e requer muita atenção para o seu perfeito entendimento.

Note que temos agora um método inserir_posicao_n() que recebe o índice (começando em 0) da posição na qual queremos inserir o novo nó e a informação que estará contida no nó. No exemplo a seguir precisamos dos métodos inserir_inicio() e inserir_final() também. Isso faz sentido.

Se o índice for 0 nós inserimos o novo nó no início, e se o índice for igual ao tamanho da lista nós inserimos no final. Caso contrário nós inserimos no meio da lista. Por "meio da lista" queremos dizer qualquer posição que não seja no início ou no fim da lista encadeada.

Vamos começar então com o código para a classe No da lista singularmente ligada (que salvei em um arquivo no_lista_singularmente_ligada.py):

# classe No para uma lista singularmente encadeada ou
# ligada - Singly Linked List
class No:
  # construtor da classe No
  def __init__(self, info, proximo):
    self.info = info
    self.proximo = proximo

  # método que permite definir o conteúdo do nó
  def set_info(self, info):
    self.info = info

  # método que permite obter a informação de um nó 
  def get_info(self):
    return self.info

  # método que permite definir o campo próximo deste nó


Veja que o código para a classe Nó não possui muitas firulas. Temos apenas um campo info, que guardará o valor do nó, e um campo próximo, que aponta para o próximo nó da lista, ou null, se este for o único nó ou o último nó da lista ligada.

Veja agora o código para a classe ListaLigadaSimples (lista_ligada_simples.py), com os métodos get_tamanho(), inserir_inicio(), inserir_final(), inserir_posicao_n() e exibir():

# importa a classe No
from no_lista_singularmente_ligada import No

# classe ListaLigadaSimples   
class ListaLigadaSimples:
  # construtor da classe
  def __init__(self):
    self.inicio = None # nó inicial da lista

  # método que permite inserir um novo nó no final da lista
  def inserir_final(self, info):
    # cria um novo nó contendo a informação e que
    # não aponta para nenhum outro nó
    novo_no = No(info, None)
    
    # a lista ainda está vazia?
    if self.inicio == None:
      # o novo nó será o início da lista  
      self.inicio = novo_no
    else:  
      # obtemos uma referência ao nó inicial da lista
      no_atual = self.inicio
      # enquanto o próximo nó do nó atual não for nulo
      while no_atual.get_proximo() != None: 
        # salta para o próximo nó
        no_atual = no_atual.get_proximo()

      # na saída do laço nós estamos no final da lista,
      # ou seja, no local adequada para a nova inserção
      no_atual.set_proximo(novo_no)

  # método que permite inserir um novo nó no início da lista
  def inserir_inicio(self, info):
    # cria um novo nó contendo a informação e que
    # não aponta para nenhum outro nó
    novo_no = No(info, None)
    
    # a lista ainda está vazia?
    if self.inicio == None:
      # o novo nó será o início da lista  
      self.inicio = novo_no
    else:
      # o novo nó aponta para o início da lista
      novo_no.set_proximo(self.inicio)
      # o novo nó passa a ser o início da lista
      self.inicio = novo_no

  # método que permite retornar o tamanho da lista ligada, ou
  # seja, a quantidade de nós na lista encadeada simples
  def get_tamanho(self):
    # aponta para o início da lista
    no_atual = self.inicio
    # ajusta o contador em 0
    contador = 0
    # percorre todos os nós da lista ligada
    while no_atual != None:
      # incrementa o contador
      contador = contador + 1
      # avança para o próximo nó da lista
      no_atual = no_atual.get_proximo()

    # retornamos a quantidade de nós
    return contador


  # método que permite inserir um novo nó no meio de uma lista ligada,
  # ou seja, em qualquer posição da lista encadeada ou, melhor ainda,


E agora o código main() que insere alguns valores no início e no final da nossa lista singularmente encadeada e testa o método inserir_posicao_n():

# importa a classe ListaLigadaSimples
from lista_singularmente_ligada import ListaLigadaSimples

# método principal  
def main():
  # cria uma nova lista encadeada simples
  lista = ListaLigadaSimples()

  print("Insere o valor 12 no início da lista")
  lista.inserir_inicio(12)
  print("Conteúdo da lista: ")
  lista.exibir()
  print("Insere o valor 20 no final da lista")
  lista.inserir_final(20)
  print("Conteúdo da lista: ")
  lista.exibir()
  print("Insere o valor 87 no início da lista")
  lista.inserir_inicio(87)


Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

c:\estudos_python>python estudos.py
Insere o valor 12 no início da lista
Conteúdo da lista:
12
Insere o valor 20 no final da lista
Conteúdo da lista:
12
20
Insere o valor 87 no início da lista
Conteúdo da lista:
87
12
20
Insere o valor 9 no final da lista
Conteúdo da lista:
87
12
20
9
Insere o valor 50 no índice 2 da lista
Conteúdo da lista:
87
12
50
20
9

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