Python数据结构：概念、栈

1.概念

• 数据结构是指相互之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合和该集合中数据元素之间的关系组成。
• 简单来说，数据结构就是设计数据以何种方式组织并存储在计算机中。
  比如:列表、集合与字典等都是一种数据结构。
  N.Wirth:“程序=数据结构+算法’

2.分类

• 数据结构按照其逻辑结构可分为线性结构、树结构、图结构
  线性结构:数据结构中的元素存在一对一的相互关系
  树结构:数据结构中的元素存在一对多的相互关系
  图结构:数据结构中的元素存在多对多的相互关系

3.列表/数组

列表(其他语言称数组)是一种基本数据类型。
关于列表的问题:
列表中的元素存储；
列表的基本操作:按下标查找、插入元素、删除元素…
这些操作的时间复杂度；

4.栈

• 栈的概念

栈(Stack)是一个数据集合，可以理解为只能在一端进行插入或
删除操作的列表。
栈的特点:后进先出LIFO (last- -in, frst- out)
栈的概念:栈顶、栈底
栈的基本操作:
1进栈(压栈) : push
2出栈: pop
3*取栈顶: gettop

• 栈的实现
  使用一般的列表结构即可实现栈
  进栈: li.append
  出栈: li.pop
  取栈顶:li[-1]

class Stack:
    def __init__(self) :
        self.stack=[]
    def push(self,element):
        self.stack.append(element)
    def pop(self):
        return self.stack.pop()

    def get_top(self):
        if len(self.stack)>0:
            return self.stack[-1]
        else:
            return None

stack=Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)
print(stack.pop())

• 栈的应用——括号匹配问题

括号匹配问题:给一个字符串，其中包含小括号、中括号、大括号，求该字符串中的括号是否匹配。
例如:()[]{} 匹配
({()}]) 匹配
[]( 不匹配
[(]) 不匹配

class Stack:
    def __init__(self) :
        self.stack=[]
    def push(self,element):
        self.stack.append(element)
    def pop(self):
        return self.stack.pop()

    def get_top(self):
        if len(self.stack)>0:
            return self.stack[-1]
        else:
            return None

    def is_empty(self):
        return len(self.stack)==0


def brace_match(s):
    match={'}':'{',']':'[',')':'('}
    stack=Stack()
    for ch in s:
        if ch in{'(','[','{'}:
            stack.push(ch)
        else:
            if stack.is_empty():
                return False
            elif stack.get_top()==match[ch]:
                stack.pop()
            else:
                return False 
    if stack.is_empty():
        return True
    else:
        return False

print(brace_match('[{()}(){()}[]({})]'))
print(brace_match('[{]}'))