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資料結構與演算法--棧(stack)與佇列(queue)

class Stack(object):
    """棧"""
    def __init__(self):
         self.items = []

    def is_empty(self):
        """判斷是否為空"""
        return self.items == []

    def top(self):
        if self._items == []:
            raise StackUnderflow("in SStack.top()")
        return self._items[-1]

    def push(self, item):
        """加入元素"""
        self.items.append(item)


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

    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("hello")
    stack.push("world")
    stack.push("itcast")
    print stack.size()
    print stack.peek()
    print stack.pop()
    print stack.pop()
    print stack.pop()

  

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

    def is_empty(self):
        return self.items == []

    def enqueue(self, item):
        """進佇列"""
        self.items.insert(0,item)

    def dequeue(self):
        """出佇列"""
        return self.items.pop()

    def size(self):
        """返回大小"""
        return len(self.items)

if __name__ == "__main__":
    q = Queue()
    q.enqueue("hello")
    q.enqueue("world")
    q.enqueue("itcast")
    print q.size()
    print q.dequeue()
    print q.dequeue()
    print q.dequeue()

  

棧(stack):只允許一端操作。

可存入資料元素、訪問元素、刪除元素,它的特點在於只能允許在容器的一端(稱為棧頂端指標,英語:top)進行加入資料(英語:push)輸出資料(英語:pop)的運算。

由於棧資料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。最後進入,首先出去。

棧可以用順序表,也可以用連結串列儲存。棧描述的是操作,而線性表描述的是資料如何存放。

棧的操作:如何定義一個類?

  • Stack() 建立一個新的空棧
  • push(item) 新增一個新的元素item到棧頂
  • pop() 彈出棧頂元素
  • peek() 返回棧頂元素
  • is_empty() 判斷棧是否為空
  • size() 返回棧的元素個數

佇列(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。

佇列是一種先進先出的(First In First Out)的線性表,簡稱FIFO。

棧和佇列是計算中使用最廣泛的快取結構,其使用環境如下:

  • 計算過程:順序執行
  • 中間資料
  • 產生的資料有些不能立即使用,在將來使用。
  • 需要儲存的資料的項數不能實現確定

python的基本功能以及包含了對棧的支援,可以直接用list實現棧的功能。此外,python標準庫還提供了一種支援佇列用途的結構queue。

棧的線性表實現:

  • 對於順序表,後端插入和刪除都是O(1)操作,應該用表尾作棧頂。
  • 對於連結表,前段插入和刪除都是O(1)操作,應該用表頭作為棧頂。