数据结构与算法Python（栈和队列）

栈

栈的定义和结构

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。

栈的实现

可以直接利用顺序表，即Python中的列表来实现栈；也可以采用链表。

class Stack(object):
    '''栈'''
    def __init__(self):
        self.__list = []

    def push(self,item):    # 对尾部操作，因为时间复杂度低；如果
        '''添加新元素到栈顶'''
        self.__list.append(item)

    def pop(self):
        '''弹出栈顶元素'''
        return self.__list.pop()    # 注意要加return！

    def peek(self):
        '''返回栈顶元素'''
        if self.__list:
            return self.__list(-1)
        else:
            return None

    def is_empty(self):
        '''判断栈是否为空'''
        return self.__list == []   # 如果写return self.__list,会导致用户直接获得列表

    def size(self):
        '''返回栈的元素个数'''
        return len(self.__list)

队列

队列的定义和结构

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。

队列的实现

class Queue(object):
    '''队列'''
    def __init__(self):
        self.__list = []

    def enqueue(self,item):
        '''往队列里添加元素'''
        self.__list.append(item)

    def dequeue(self):
        '''从队列头部弹出一个元素'''
        return self.__list.pop(0)

    def is_empty(self):
        '''判断一个队列是否为空'''
        return self.__list == []

    def size(self):
        '''返回队列大小'''
        return len(self.__list)

双端队列

双端队列的定义和结构

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。

双端队列的实现

class Deque(object):
    '''双端队列'''
    def __init__(self):
        self.__list = []

    def add_front(self, item):
        '''往队列头部添加元素'''
        self.__list.insert(0,item)

    def add_rear(self, item):
        '''往队列尾部添加元素'''
        self.__list.append(item)

    def pop_front(self):
        '''从队列头部弹出一个元素'''
        return self.__list.pop(0)

    def pop_rear(self):
        '''从队列尾部弹出一个元素'''
        return self.__list.pop()

    def is_empty(self):
        '''判断一个队列是否为空'''
        return self.__list == []

    def size(self):
        '''返回队列大小'''
        return len(self.__list)