Python實現棧 ------ Python數據結構與算法第5章

1. 棧的概念

       棧，有些地方稱爲堆棧，是一種容器，可 存入數據元素、訪問元素和刪除元素，它的特點在於 只能允許在容器的一端進行加入數據和輸出數據的運算。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. 棧的實現

       棧可以 用順序表實現，也可以用鏈表實現。棧的操作有創建一個新的空棧、添加一個新的元素到棧頂、彈出棧頂元素、返回棧頂元素、判斷棧是否爲空和返回棧的元素個數。我們選擇使用順序表來實現一個棧，Python中的列表實質按照順序表來存儲的，這裏就藉助列表來實現：

class Stack():
    def __init__(self):
        self.__items = []  # 不希望操作棧的人直接操作內部容器：可以繞過push和pop，直接對頭尾操作

    def push(self, item):
        """
        壓棧:添加一個新元素item到棧頂
        :param item: 壓入棧頂的元素
        :return:
        """
        # self.__items.insert(0,item)
        self.__items.append(item)

    def pop(self):
        """
        出棧：彈出棧頂元素
        :return:彈出的元素
        """
        # self.__items.pop(0)
        return self.__items.pop()

    def peek(self):
        """
        返回棧頂元素
        :return:
        """
        return self.__items[-1] if self.__items else None

    def is_empty(self):
        """
        判斷棧是否爲空
        :return: True or False
        """
        # return self.__items == []
        return not self.__items

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


if __name__ == '__main__':
    s = Stack()
    print('壓棧...')
    s.push(1)
    s.push(2)
    s.push(3)
    s.push(4)
    print('當前棧的元素數：', s.size())
    print('出棧...')
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print("當前棧爲%s棧！" % '空' if s.is_empty() else '非空')
    print('當前棧的元素數：{0}個'.format(s.size()))
"""
壓棧...
當前棧的元素數： 4
出棧...
4
3
2
1
當前棧爲空棧！
當前棧的元素數：0個
"""

使用順序表實現棧的壓棧操作最好從尾部開始，使用鏈表實現棧的壓棧操作最好從頭部開始，這是由於 時間複雜度 的原因。