7数据结构-栈和队列_72、数据结构的栈和队列

7.1栈

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，因而按照先进后出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。

                                                      

栈结构实现

栈可以用顺序表实现，也可以用链表实现。

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

class Stack(object):
    """栈"""
    def __init__(self):
         self.items = []
 
    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        return self.items == [] # 定义栈为列表
 
    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(1)
    stack.push(2)
    stack.push(3)
    print stack.size()
    print stack.peek()
    print stack.pop()
    print stack.pop()
    print stack.pop()

 

7.2 队列

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，即先进先出。可以是先从头部进，也可以先从尾部进，反之从另一端出，只要保证先进先出原则就可以。

                                 

7.2.1 一般队列的实现

同栈一样，队列也可以用顺序表或者链表实现。

操作

• 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):#队列的出队和入队方式可以根据问题复杂度具体考虑，是从头部入队还是尾部入队
        """进队列"""
        self.items.insert(0,item)#从头部入队
 
    def dequeue(self):
        """出队列"""
        return self.items.pop()#从尾部出队
 
    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()

7.2.2 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。

                             

操作

• 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

实现

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()

 

参考说明：

关于数据结构这一部分的内容观看的是b站黑马程序员的视频和笔记，还有参考网上博客，此博客仅用来学习，如有侵权请联系博主。