數據結構與算法（4）——棧與隊列

一、棧

1.簡介

棧（stack），有些地方稱爲堆棧，是一種容器，可存入數據元素、訪問元素、刪除元素，它的特點在於只能允許在容器的一端（稱爲棧頂端指，英語：top）進行加入數據（英語：push）和輸出數據（英語：pop）的運算。沒有了位置概念，保證任何時候可以訪問、刪除的元素都是此前最後存入的那個元素，確定了一種默認的訪問順序。

由於棧數據結構只允許在一端進行操作，因而按照後進先出（LIFO, Last In First Out）的原理運作。

2.棧結構實現

棧可以用順序表實現，也可以用鏈表實現。
棧的操作

• Stack() 創建一個新的空棧
• push(item) 添加一個新的元素item到棧頂
• pop() 彈出棧頂元素
• peek() 返回棧頂元素
• is_empty() 判斷棧是否爲空
• size() 返回棧的元素個數

class Stack(object):
    """棧"""

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

    def is_empty(self):
        """判斷是否爲空"""
        return self.items == []
        # return not self.items

    def push(self, item):
        """加入元素（尾部）"""
        self.items.append(item)
        # """加入元素（尾頭部）"""
        # self.items.insert(0,item)

    def pop(self):
        """彈出元素（尾部 ）"""
        return self.items.pop()
        # """彈出元素（尾部 ）"""
        # return self.items.pop(0)

    def peek(self):
        """返回棧頂元素"""
        return self.items[len(self.items)-1]

    def size(self):
        """返回棧的大小"""
        return len(self.items)

if __name__ == "__main__":
    stack = Stack()
    stack.push("my")
    stack.push("name")
    stack.push("is")
    print (stack.size())
    print (stack.peek())
    print (stack.pop())
    print (stack.pop())
    print (stack.pop())

結果：

3
is
is
name
my

二、隊列

1.簡介

隊列（queue）是隻允許在一端進行插入操作，而在另一端進行刪除操作的線性表。

隊列是一種先進先出的（First In First Out）的線性表，簡稱FIFO。允許插入的一端爲隊尾，允許刪除的一端爲隊頭。隊列不允許在中間部位進行操作！假設隊列是q=（a1，a2，……，an），那麼a1就是隊頭元素，而an是隊尾元素。這樣我們就可以刪除時，總是從a1開始，而插入時，總是在隊列最後。這也比較符合我們通常生活中的習慣，排在第一個的優先出列，最後來的當然排在隊伍最後。

2.隊列的實現

同棧一樣，隊列也可以用順序表或者鏈表實現。
操作：

• Queue() 創建一個空的隊列
• enqueue(item) 往隊列中添加一個item元素
• dequeue() 從隊列頭部刪除一個元素
• is_empty() 判斷一個隊列是否爲空
• size() 返回隊列的大小

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

    def is_empty(self):
        """判斷是否爲空"""
        return self.items == []
        # return not self.items

    def enqueue(self, item):
        """進隊列(頭部)"""
        self.items.insert (0,item)

    def dequeue(self):
        """出隊列(尾部)"""
        return self.items.pop()

    def size(self):
        """返回棧的大小"""
        return len(self.items)

if __name__ == "__main__":
    queue = Queue()
    queue.enqueue("my")
    queue.enqueue("name")
    queue.enqueue("is")
    print (queue.size())
    print (queue.dequeue())
    print (queue.dequeue())
    print (queue.dequeue())

結果：

3
my
name
is