【python】Stack / Queue

https://www.bilibili.com/video/av53583801/?p=32
學習筆記

1 Stack

棧只是一個容器，數據存儲形式不侷限於某一種，比如順序表、鏈表都可以，只要滿足 FILO（First in Last out）。爲了方便，我們這裏採用順序表的形式實現棧，因爲 python 的 list 就可以當順序表用！

class Stack(object):
    "棧"
    def __init__(self):
        self.__list = [] # 用列表，也即順序表的數據存儲方式

    def is_empty(self):
        "判斷棧是否爲空，空返回True"
        return self.__list == []

    def size(self):
        "求棧元素的個數"
        return len(self.__list)

    def push(self,item):
        "進棧"
        self.__list.append(item) #這裏選擇在尾巴上加，複雜度 o(1)，如果用insert在頭上加複雜度爲o(n)

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

    def pop(self):
        "出棧"
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.__list.pop()

if __name__ == "__main__":
    s = Stack()
    print("empty:",s.is_empty())
    s.push(1)
    s.push(2)
    s.push(3)
    s.push(4)
    print("empty:",s.is_empty())
    print("size:",s.size())
    print("peek:",s.peek())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())

output

empty: True
empty: False
size: 4
peek: 4
4
3
2
1

2 Queue

用 list 實現的話，如果頭入O(n)尾出O(1)，和尾入O(1)頭出O(n)，複雜度都是 O(n)！這個時候要根據實際操作來選擇合適的寫法，比如你是經常入隊列的話，建議用尾入O(1)頭出O(n)，如果你是經常出隊列的話，就頭入O(n)尾出O(1)

class Queue(object):
    "隊列"
    def __init__(self):
        self.__list = [] # 用列表，也即順序表的數據存儲方式

    def is_empty(self):
        "是否爲空"
        return self.__list==[]

    def enqueue(self,item):
        "入隊列"
        self.__list.append(item)

    def dequeue(self):
        "出隊列"
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.__list.pop(0)

    def size(self):
        "求隊列的長度"
        return len(self.__list)

    def peek(self):
        "查看隊首元素"
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.__list[0]

if __name__ == "__main__":
    q = Queue()
    print("empty:",q.is_empty())
    q.enqueue(1)
    q.enqueue(2)
    q.enqueue(3)
    q.enqueue(4)
    print("empty:",q.is_empty())
    print("size:",q.size())
    print("peek:",q.peek())
    print(q.dequeue())
    print(q.dequeue())
    print(q.dequeue())
    print(q.dequeue())

output

empty: True
empty: False
size: 4
peek: 1
1
2
3
4

3 Double-End Queue

和隊列的區別就是，頭部可入可出，尾部可入可出！我們實現的時候頭部指的是 list 下標爲 0 的地方！當然你也可以讓 list 的最後一個元素是頭部！

class DeQueue(object):
    "雙端隊列"
    def __init__(self):
        self.__list = [] # 用列表，也即順序表的數據存儲方式

    def is_empty(self):
        "是否爲空"
        return self.__list==[]

    def add_front(self,item):
        "頭入隊列"
        self.__list.insert(0,item)

    def add_rear(self,item):
        "尾入隊列"
        self.__list.append(item)

    def pop_front(self):
        "頭出隊列"
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.__list.pop(0)

    def pop_rear(self):
        "尾出隊列"
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.__list.pop()
        
    def size(self):
        "求隊列的長度"
        return len(self.__list)

    def peek(self):
        "查看隊首元素"
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.__list[0]