線性數據結構(Python 實現)

一旦一個數據項被添加，它相對於前後元素一直保持該位置不變。諸如此類的數據結構被稱爲線性數據結構。棧，隊列，deques, 列表是一類數據的容器，它們數據項之間的順序由添加或刪除的順序決定。
線性數據結構有兩端，有時被稱爲左右，某些情況被稱爲前後。你也可以稱爲頂部和底部，名字都不重要。將兩個線性數據結構區分開的方法是添加和移除項的方式，特別是添加和移除項的位置。例如一些結構允許從一端添加項，另一些允許從另一端移除項。

棧

棧（有時稱爲“後進先出棧”）是一個項的有序集合，其中添加移除新項總髮生在同一端。這一端通常稱爲“頂部”。與頂部對應的端稱爲“底部”。
棧的底部很重要，因爲在棧中靠近底部的項是存儲時間最長的。最近添加的項是最先會被移除的。這種排序原則有時被稱爲 LIFO，後進先出。它基於在集合內的時間長度做排序。較新的項靠近頂部，較舊的項靠近底部。
棧的例子很常見。幾乎所有的自助餐廳都有一堆托盤或盤子，你從頂部拿一個，就會有一個新的托盤給下一個客人。Figure 1 展示了一個棧，包含了很多 Python 對象。

Figure 1

和棧相關的最有用的想法之一來自對它的觀察。假設從一個乾淨的桌面開始，現在把書一本本疊起來，你在構造一個棧。考慮下移除一本書會發生什麼。移除的順序跟剛剛被放置的順序相反。棧之所以重要是因爲它能反轉項的順序。插入跟刪除順序相反，Figure 2 展示了 Python 數據對象創建和刪除的過程，注意觀察他們的順序。

Figure 2

想想這種反轉的屬性，你可以想到使用計算機的時候所碰到的例子。例如，每個 web 瀏覽器都有一個返回按鈕。當你瀏覽網頁時，這些網頁被放置在一個棧中（實際是網頁的網址）。你現在查看的網頁在頂部，你第一個查看的網頁在底部。如果按‘返回’按鈕，將按相反的順序瀏覽剛纔的頁面。

棧的抽象數據類型

棧的抽象數據類型由以下結構和操作定義。如上所述，棧被構造爲項的有序集合，其中項被添加和從末端移除的位置稱爲“頂部”。棧是有序的 LIFO 。棧操作如下。

Stack() 創建一個空的新棧。它不需要參數，並返回一個空棧。
push(item)將一個新項添加到棧的頂部。它需要 item 做參數並不返回任何內容。
pop() 從棧中刪除頂部項。它不需要參數並返回 item 。棧被修改。
peek() 從棧返回頂部項，但不會刪除它。不需要參數。不修改棧。
isEmpty() 測試棧是否爲空。不需要參數，並返回布爾值。
size() 返回棧中的 item 數量。不需要參數，並返回一個整數。

例如，s 是已經創建的空棧，Table1 展示了棧操作序列的結果。棧中，頂部項列在最右邊。

Table 1

Python 代碼實現：

class Stack:
     def __init__(self):
         self.items = []

     def isEmpty(self):
         return self.items == []

     def push(self, item):
         self.items.append(item)

     def pop(self):
         return self.items.pop()

     def peek(self):
         return self.items[len(self.items)-1]

     def size(self):
         return len(self.items)

隊列

隊列抽象數據類型由以下結構和操作定義。如上所述，隊列被構造爲在隊尾添加項的有序集合，並且從隊首移除。隊列保持 FIFO 排序屬性。隊列操作如下：
- Queue() 創建一個空的新隊列。它不需要參數，並返回一個空隊列。
- enqueue(item) 將新項添加到隊尾。它需要 item 作爲參數，並不返回任何內容。
- dequeue() 從隊首移除項。它不需要參數並返回 item。隊列被修改。
- isEmpty() 查看隊列是否爲空。它不需要參數，並返回布爾值。
- size() 返回隊列中的項數。它不需要參數，並返回一個整數。

作爲示例，我們假設 q 是已經創建並且當前爲空的隊列，則 Table 1 展示了隊列操作序列的結果。右邊表示隊首。 4 是第一個入隊的項，因此它 dequeue 返回的第一個項。

Python實現隊列

我們爲了實現隊列抽象數據類型創建一個新類。和前面一樣，我們將使用列表集合來作爲構建隊列的內部表示。
我們需要確定列表的哪一端作爲隊首，哪一端作爲隊尾。Listing 1 所示的實現假定隊尾在列表中的位置爲 0。這允許我們使用列表上的插入函數向隊尾添加新元素。彈出操作可用於刪除隊首的元素（列表的最後一個元素）。回想一下，這也意味着入隊爲 O(n)，出隊爲 O(1)。

class Queue:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def isEmpty(self):
        return self.items == []

    def enqueue(self, item):
        self.items.insert(0,item)

    def dequeue(self):
        return self.items.pop()

    def size(self):
        return len(self.items)

deque雙端隊列

deque（也稱爲雙端隊列）是與隊列類似的項的有序集合。它有兩個端部，首部和尾部，並且項在集合中保持不變。deque 不同的地方是添加和刪除項是非限制性的。可以在前面或後面添加新項。同樣，可以從任一端移除現有項。在某種意義上，這種混合線性結構提供了單個數據結構中的棧和隊列的所有能力。
要注意，即使 deque 可以擁有棧和隊列的許多特性，它不需要由那些數據結構強制的 LIFO 和 FIFO 排序。這取決於你如何持續添加和刪除操作。

Deque抽象數據類型

deque 抽象數據類型由以下結構和操作定義。如上所述，deque 被構造爲項的有序集合，其中項從首部或尾部的任一端添加和移除。下面給出了 deque 操作。

Deque() 創建一個空的新 deque。它不需要參數，並返回空的 deque。
addFront(item) 將一個新項添加到 deque 的首部。它需要 item 參數並不返回任何內容。
addRear(item) 將一個新項添加到 deque 的尾部。它需要 item 參數並不返回任何內容。
removeFront() 從 deque 中刪除首項。它不需要參數並返回 item。deque 被修改。
removeRear() 從 deque 中刪除尾項。它不需要參數並返回 item。deque 被修改。
isEmpty() 測試 deque 是否爲空。它不需要參數，並返回布爾值。
size() 返回 deque 中的項數。它不需要參數，並返回一個整數。

例如，我們假設 d 是已經創建並且當前爲空的 deque，則 Table 1 展示了一系列 deque 操作的結果。注意，首部的內容列在右邊。在將 item 移入和移出時，跟蹤前面和後面是非常重要的，因爲可能會有點混亂。

Python實現Deque

class Deque:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def isEmpty(self):
        return self.items == []

    def addFront(self, item):
        self.items.append(item)

    def addRear(self, item):
        self.items.insert(0,item)

    def removeFront(self):
        return self.items.pop()

    def removeRear(self):
        return self.items.pop(0)

    def size(self):
        return len(self.items)

無序列表抽象數據類型

如上所述，無序列表的結構是項的集合，其中每個項保持相對於其他項的相對位置。下面給出了一些可能的無序列表操作。

List() 創建一個新的空列表。它不需要參數，並返回一個空列表。
add(item) 向列表中添加一個新項。它需要 item 作爲參數，並不返回任何內容。假定該 item 不在列表中。
remove(item) 從列表中刪除該項。它需要 item 作爲參數並修改列表。假設項存在於列表中。
search(item) 搜索列表中的項目。它需要 item 作爲參數，並返回一個布爾值。
isEmpty() 檢查列表是否爲空。它不需要參數，並返回布爾值。
size（）返回列表中的項數。它不需要參數，並返回一個整數。
append(item) 將一個新項添加到列表的末尾，使其成爲集合中的最後一項。它需要 item
作爲參數，並不返回任何內容。假定該項不在列表中。
index(item) 返回項在列表中的位置。它需要 item 作爲參數並返回索引。假定該項在列表中。
insert(pos，item) 在位置 pos 處向列表中添加一個新項。它需要 item
作爲參數並不返回任何內容。假設該項不在列表中，並且有足夠的現有項使其有 pos 的位置。
pop() 刪除並返回列表中的最後一個項。假設該列表至少有一個項。
pop(pos) 刪除並返回位置 pos 處的項。它需要 pos 作爲參數並返回項。假定該項在列表中。

Python實現無須鏈表

class Node:
    def __init__(self, initdata):
        self.data = initdata
        self.next = None

    def getData(self):
        return self.data

    def getNext(self):
        return self.next

    def setData(self, newdata):
        self.data = newdata

    def setNext(self, newdata):
        self.next = newdata


class UnorderList:
    def __init__(self):
        self.head = None

    def isEmpty(self):
        return self.head == None

    def add(self, item):
        temp = Node(item)
        temp.setNext(self.head)
        self.head = temp

    def size(self):
        current = self.head
        count = 0
        while current != None:
            count += 1
            current = current.getNext()
        return count

    def search(self, item):
        current = self.head
        found = False
        while current != None and not found:
            if current.getData() == item:
                found = True
            else:
                current = current.getNext()
        return found

    def remove(self, item):
        current = self.head
        previous = None
        found = False

        while not found:
            if current.getData() == item:
                found = True
            else:
                previous = current
                current = current.getNext()

        if previous == None:
            self.head = current.getNext()
        else:
            previous.setNext(current.getNext())

有序列表抽象數據結構

我們現在將考慮一種稱爲有序列表的列表類型。例如，如果上面所示的整數列表是有序列表（升序），則它可以寫爲 17,26,31,54,77和93。由於 17 是最小項，它佔據第一位置。同樣，由於 93 是最大的，它佔據最後的位置。
有序列表的結構是項的集合，其中每個項保存基於項的一些潛在特性的相對位置。排序通常是升序或降序，並且我們假設列表項具有已經定義的有意義的比較運算。許多有序列表操作與無序列表的操作相同。

OrderedList() 創建一個新的空列表。它不需要參數，並返回一個空列表。
add(item) 向列表中添加一個新項。它需要 item 作爲參數，並不返回任何內容。假定該 item 不在列表中。
remove(item) 從列表中刪除該項。它需要 item 作爲參數並修改列表。假設項存在於列表中。
search(item) 搜索列表中的項目。它需要 item 作爲參數，並返回一個布爾值。
isEmpty() 檢查列表是否爲空。它不需要參數，並返回布爾值。
size（）返回列表中的項數。它不需要參數，並返回一個整數。
index(item) 返回項在列表中的位置。它需要 item 作爲參數並返回索引。假定該項在列表中。
pop() 刪除並返回列表中的最後一個項。假設該列表至少有一個項。
pop(pos) 刪除並返回位置 pos 處的項。它需要 pos 作爲參數並返回項。假定該項在列表中。

總結
線性數據結構以有序的方式保存它們的數據。
棧是維持 LIFO，後進先出，排序的簡單數據結構。
棧的基本操作是 push，pop和 isEmpty。
隊列是維護 FIFO（先進先出）排序的簡單數據結構。
隊列的基本操作是 enqueue，dequeue 和 isEmpty。
前綴，中綴和後綴都是寫表達式的方法。
棧對於設計計算解析表達式算法非常有用。
棧可以提供反轉特性。
隊列可以幫助構建定時仿真。
模擬使用隨機數生成器來創建真實情況，並幫助我們回答“假設”類型的問題。
Deques 是允許類似棧和隊列的混合行爲的數據結構。
deque 的基本操作是 addFront，addRear，removeFront，removeRear 和 isEmpty。
列表是項的集合，其中每個項目保存相對位置。
鏈表實現保持邏輯順序，而不需要物理存儲要求。
修改鏈表頭是一種特殊情況。

線性數據結構(Python 實現)

棧

棧的抽象數據類型

隊列

Python實現隊列

deque雙端隊列

Deque抽象數據類型

Python實現Deque

無序列表抽象數據類型

Python實現無須鏈表

有序列表抽象數據結構

總結

Wireshark 安裝+使用（一）

shell 腳本改變當前工作路徑

E: Could not get lock /var/lib/dpkg/lock 解決辦法

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