一篇博客学会一个point | 计算机数据结构：栈-Python实现代码加可视化

1.栈的定义

堆栈（英语：stack）又称为栈或堆叠，是计算机科学中的一种抽象资料类型，只允许在有序的线性资料集合的一端（称为堆栈顶端，英语：top）进行加入数据（英语：push）和移除数据（英语：pop）的运算。因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作，堆栈常用一维数组或链表来实现。常与另一种有序的线性资料集合队列相提并论。

 也可以表示为：

 

2.栈的操作

• Stack() 创建一个空的新栈
• push(item)将一个新项添加到栈的顶部
• pop() 从栈中删除顶部项
• peek() 从栈返回顶部项，但不会删除它
• is_Empty() 测试栈是否为空
• size() 返回栈中的 item 数量

3.栈的Pytorch实现

class Stack(object):
    def __init__(self):  # 初始化栈为空列表
        self.items = []
    def is_empty(self):  # 判断栈是否为空，返回布尔值
        return self.items == []
    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)
    def push(self, item):  # 把新的元素堆进栈里面（入栈）
        self.items.append(item)
    def pop(self, item):  # 把栈顶元素丢出去（出栈）
        return self.items.pop()
if __name__ == '__main__':

    stack_=Stack()
    #stack_.push("香蕉","苹果","橘子")出错，一次只能push一个元素
    stack_.push('香蕉')#第一个输入的元素，就是最底下的元素
    stack_.push('苹果')
    stack_.push('橘子')#栈顶的元素
    print(stack_.size())#查看栈大小
    print(stack_.peek())#打印栈顶元素
    print(stack_.pop('苹果'))#删除顶部元素，就算定义删除中间的，也默认删除与顶部元素
    print(stack_.peek())#所以上面删掉了香蕉，现在上面的是苹果
    print(stack_.is_empty())  # 判断栈是不是空了？

结果：

4.实现可视化

 5.栈的应用

5.1.括号匹配（LeetCode题）

分析：如果我们把一个python列表看作一个栈，且列表末尾为栈顶。那么我们可以使用list.append来为实现push操作（为栈顶添加元素）。使用内置的pop函数来弹出栈顶元素。每遇到一个左括号就将其压入栈，每遇到一个右括号就和栈顶元素匹配，如果匹配成功则栈顶元素弹出。判断结果为：当循环完成时，栈为空，则返回True，否则返回False。

5.2.表达式转换

5.3.10进制转2进制

参考文献：

【1】https://en.wikipedia.org/wiki/Stack_(abstract_data_type)