再帰を使わずに連結リスト内の要素の出現回数を数えるPythonプログラム

再帰処理を使用せずに、連結リスト内の特定の要素が出現する回数をカウントしたい場合があります。本記事では、連結リストに要素を追加するメソッド、連結リストの要素を表示するメソッド、そして指定した値の出現回数をカウントするメソッドを定義して実装する方法を解説します。

再帰を使わない反復処理によるアプローチは、大きなリストを扱う際にスタックオーバーフローのリスクを避けられるというメリットがあります。

以下に実際のデモンストレーションを示します。

サンプルコード

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

class my_linked_list:
    def __init__(self):
        self.head = None
        self.last_node = None

    def add_value(self, my_data):
        if self.last_node is None:
            self.head = Node(my_data)
            self.last_node = self.head
        else:
            self.last_node.next = Node(my_data)
            self.last_node = self.last_node.next

    def print_it(self):
        curr = self.head
        while curr:
            print(curr.data)
            curr = curr.next

    def count_val(self, key):
        curr = self.head
        my_count = 0
        while curr:
            if curr.data == key:
                my_count = my_count + 1
            curr = curr.next
        return my_count

my_instance = my_linked_list()
my_list = [56, 43, 70, 67, 89, 91, 70, 23, 46, 70]
for elem in my_list:
    my_instance.add_value(elem)
print("The linked list contains the below elements:")
my_instance.print_it()

key_val = int(input('Enter the data item: '))
count_val = my_instance.count_val(key_val)
print('{0} occurs {1} time(s) in the list.'.format(key_val, count_val))

出力結果

The linked list contains the below elements:
56
43
70
67
89
91
70
23
46
70
Enter the data item: 70
70 occurs 3 time(s) in the list.

コードの解説

• まず、「Node」クラスを作成します。このクラスは個々のノードを表し、データ本体（data）と次のノードへの参照（next）を持ちます。

• 次に、必要な属性を持つ「my_linked_list」クラスを作成します。

• 「__init__」関数では、先頭要素である「head」と末尾ノード「last_node」をそれぞれ「None」で初期化します。

• 「add_value」メソッドは、連結リストの末尾に新しいデータを追加するために定義されています。リストが空の場合は新規ノードをheadとして設定し、そうでなければlast_nodeのnextに接続します。

• 「print_it」メソッドは、whileループでリストを先頭から順に走査し、各要素を出力します。

• 「count_val」メソッドは、引数として受け取ったキー値と一致するノードの数をカウントし、その出現頻度を返します。

• 「my_linked_list」クラスのインスタンスを作成し、サンプルデータのリストから順番に要素を追加していきます。

• ユーザーからの入力を受け取り、count_valメソッドを呼び出すことで、特定の要素の出現頻度を求めます。

• 最後に、その結果がコンソールに表示されます。

このように、whileループによる反復処理を用いることで、再帰呼び出しに頼らずにシンプルかつ効率的に出現回数をカウントできます。