Python栈和队列怎么实现
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一、栈概述
栈(stack),有些地方称为堆栈,是一种容器,可存入数据元素、访问元素、删除元素,它的特点在于只能允许在容器的一端(称为栈顶端指标,英语:top)进行加入数据(英语:push)和输出数据(英语:pop)的运算。没有了位置概念,保证任何时候可以访问、删除的元素都是此前最后存入的那个元素,确定了一种默认的访问顺序。
由于栈数据结构只允许在一端进行操作,因而按照后进先出(LIFO, Last In First Out)的原理运作。
二、栈结构的实现
栈可以用顺序表实现,也可以用链表实现。
2.1 栈的操作
Stack() 创建一个新的空栈
push(item) 添加一个新的元素item到栈顶
pop() 弹出栈顶元素
peek() 返回栈顶元素
is_empty() 判断栈是否为空
size() 返回栈的元素个数
2.2 相关实现
class Stack(object): """栈""" def __init__(self): self.items = [] def is_empty(self): """判断是否为空""" return self.items == [] def push(self, item): """加入元素""" self.items.append(item) def pop(self): """弹出元素""" return self.items.pop() def peek(self): """返回栈顶元素""" return self.items[len(self.items)-1] def size(self): """返回栈的大小""" return len(self.items) if __name__ == "__main__": stack = Stack() stack.push("hello") stack.push("world") stack.push("itcast") print stack.size() print stack.peek() print stack.pop() print stack.pop() print stack.pop()
三、队列概述
队列(queue)是只允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作的线性表。
队列是一种先进先出的(First In First Out)的线性表,简称FIFO。允许插入的一端为队尾,允许删除的一端为队头。队列不允许在中间部位进行操作!假设队列是q=(a1,a2,……,an),那么a1就是队头元素,而an是队尾元素。这样我们就可以删除时,总是从a1开始,而插入时,总是在队列最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯,排在第一个的优先出列,最后来的当然排在队伍最后。
四、队列的实现
同栈一样,队列也可以用顺序表或者链表实现。
4.1 相关操作及实现
Queue() 创建一个空的队列
enqueue(item) 往队列中添加一个item元素
dequeue() 从队列头部删除一个元素
is_empty() 判断一个队列是否为空
size() 返回队列的大小
class Queue(object): """队列""" def __init__(self): self.items = [] def is_empty(self): return self.items == [] def enqueue(self, item): """进队列""" self.items.insert(0,item) def dequeue(self): """出队列""" return self.items.pop() def size(self): """返回大小""" return len(self.items) if __name__ == "__main__": q = Queue() q.enqueue("hello") q.enqueue("world") q.enqueue("itcast") print q.size() print q.dequeue() print q.dequeue() print q.dequeue()
五、双端队列
双端队列(deque,全名double-ended queue),是一种具有队列和栈的性质的数据结构。
双端队列中的元素可以从两端弹出,其限定插入和删除操作在表的两端进行。双端队列可以在队列任意一端入队和出队。
5.1 相关操作及实现
Deque() 创建一个空的双端队列
add_front(item) 从队头加入一个item元素
add_rear(item) 从队尾加入一个item元素
remove_front() 从队头删除一个item元素
remove_rear() 从队尾删除一个item元素
is_empty() 判断双端队列是否为空
size() 返回队列的大小
class Deque(object): """双端队列""" def __init__(self): self.items = [] def is_empty(self): """判断队列是否为空""" return self.items == [] def add_front(self, item): """在队头添加元素""" self.items.insert(0,item) def add_rear(self, item): """在队尾添加元素""" self.items.append(item) def remove_front(self): """从队头删除元素""" return self.items.pop(0) def remove_rear(self): """从队尾删除元素""" return self.items.pop() def size(self): """返回队列大小""" return len(self.items) if __name__ == "__main__": deque = Deque() deque.add_front(1) deque.add_front(2) deque.add_rear(3) deque.add_rear(4) print deque.size() print deque.remove_front() print deque.remove_front() print deque.remove_rear() print deque.remove_rear()
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