数据结构与算法（4）——栈与队列

一、栈

1.简介

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，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。

2.栈结构实现

栈可以用顺序表实现，也可以用链表实现。
栈的操作

• Stack() 创建一个新的空栈
• push(item) 添加一个新的元素item到栈顶
• pop() 弹出栈顶元素
• peek() 返回栈顶元素
• is_empty() 判断栈是否为空
• size() 返回栈的元素个数

class Stack(object):
    """栈"""

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

    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        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（尾头部）"""
        # self.items.insert(0,item)

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

    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)

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())

结果：

3
is
is
name
my

二、队列

1.简介

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。

2.队列的实现

同栈一样，队列也可以用顺序表或者链表实现。
操作：

• Queue() 创建一个空的队列
• enqueue(item) 往队列中添加一个item元素
• dequeue() 从队列头部删除一个元素
• is_empty() 判断一个队列是否为空
• size() 返回队列的大小

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

    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        return self.items == []
        # return not self.items

    def enqueue(self, item):
        """进队列(头部)"""
        self.items.insert (0,item)

    def dequeue(self):
        """出队列(尾部)"""
        return self.items.pop()

    def size(self):
        """返回栈的大小"""
        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())

结果：

3
my
name
is