Python实现栈 ------ Python数据结构与算法第5章

1. 栈的概念

       栈，有些地方称为堆栈，是一种容器，可 存入数据元素、访问元素和删除元素，它的特点在于 只能允许在容器的一端进行加入数据和输出数据的运算。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. 栈的实现

       栈可以 用顺序表实现，也可以用链表实现。栈的操作有创建一个新的空栈、添加一个新的元素到栈顶、弹出栈顶元素、返回栈顶元素、判断栈是否为空和返回栈的元素个数。我们选择使用顺序表来实现一个栈，Python中的列表实质按照顺序表来存储的，这里就借助列表来实现：

class Stack():
    def __init__(self):
        self.__items = []  # 不希望操作栈的人直接操作内部容器：可以绕过push和pop，直接对头尾操作

    def push(self, item):
        """
        压栈:添加一个新元素item到栈顶
        :param item: 压入栈顶的元素
        :return:
        """
        # self.__items.insert(0,item)
        self.__items.append(item)

    def pop(self):
        """
        出栈：弹出栈顶元素
        :return:弹出的元素
        """
        # self.__items.pop(0)
        return self.__items.pop()

    def peek(self):
        """
        返回栈顶元素
        :return:
        """
        return self.__items[-1] if self.__items else None

    def is_empty(self):
        """
        判断栈是否为空
        :return: True or False
        """
        # return self.__items == []
        return not self.__items

    def size(self):
        """
        返回栈的大小
        :return:
        """
        return len(self.__items)


if __name__ == '__main__':
    s = Stack()
    print('压栈...')
    s.push(1)
    s.push(2)
    s.push(3)
    s.push(4)
    print('当前栈的元素数：', s.size())
    print('出栈...')
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print("当前栈为%s栈！" % '空' if s.is_empty() else '非空')
    print('当前栈的元素数：{0}个'.format(s.size()))
"""
压栈...
当前栈的元素数： 4
出栈...
4
3
2
1
当前栈为空栈！
当前栈的元素数：0个
"""

使用顺序表实现栈的压栈操作最好从尾部开始，使用链表实现栈的压栈操作最好从头部开始，这是由于 时间复杂度 的原因。