栈与队列以及代码实现

栈与队列

 

定义

  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。
 

  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。
 

 

栈的实现

 

class Stack(object):
"""栈"""
	def _init_(self): #构造函数里声明容器，这里用顺序表，当然用链表也可以
		self.__list = []
		
	def push(self,item):
	"""添加一个新的元素item到栈顶"""
		self.__list.append(item) #用尾部，因为顺序表这样时间复杂度O(1)

	def pop(self):
	"""弹出栈顶元素"""
		return self.__list.pop() #pop():pop最后一个元素，pop(0):pop第一个元素。因为push是定义的从尾部添加，因为先进后出，所以弹出栈顶用的是
	
	def peek(self):
	"""返回栈顶元素"""
		if self.__list:
			return self.__list[-1] #返回最后一个元素
		else:
			return None
	
	def is_empty(self):
	"""判断栈是否为空"""
		return self.__list == []
		#or return not self.__list

	def size(self):
	"""返回栈的元素个数"""
		pass

if __name__ == "__main__":
	s = Stack()
	s.push(1)

 

队列的实现

 

class Queue(object):
"""队列"""
	def __init__(self):
		self.__list[] #同上，用顺序表做容器
		
	def enqueue(self,item):
	"""往队列中添加一个item元素"""
		self.__list.append(item) #从尾部添加

	def dequeue(self):
	"""从队列头部删除一个元素"""
		return self.pop(0) #因为enqueue定义的是从尾部添加，因为队列先进后出，所以这里就要从头部删除
		#用哪种（enqueue用insert,dequeue用pop(),或者enqueue用append,dequeue用pop(0)）取决于我用dequeue用得多还是enqueue用得多，因为不管哪种，时间复杂度都是一个是O(1)一个是O（n）

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

	def size(self):
	"""返回队列的大小 """
	return len(self.__list)

if __name__ == "__main__"
	s = Queue	

 

双端队列的实现

 
  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。

 

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()