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Python實現棧和佇列的簡單操作方法示例

本文例項講述了Python實現棧和佇列的簡單操作方法。分享給大家供大家參考,具體如下:

先簡單的瞭解一下資料結構裡面的棧和堆:

棧和佇列是兩種基本的資料結構,同為容器型別。兩者根本的區別在於:

stack:後進先出

queue:先進先出

stack和queue是不能通過查詢具體某一個位置的元素而進行操作的。但是他們的排列是按順序的

對於stack我們可以使用python內建的list實現,因為list是屬於線性陣列,在末尾插入和刪除一個元素所使用的時間都是O(1),這非常符合stack的要求。當然,我們也可以使用連結串列來實現。

stack的實現程式碼(使用python內建的list),實現起來是非常的簡單,就是list的一些常用操作

class Stack(object):
  def __init__(self):
    self.stack = []
  def push(self,value):  # 進棧
    self.stack.append(value)
  def pop(self): #出棧
    if self.stack:
      self.stack.pop()
    else:
      raise LookupError('stack is empty!')
  def is_empty(self): # 如果棧為空
    return bool(self.stack)
  def top(self): 
    #取出目前stack中最新的元素
    return self.stack[-1]

我們定義如下的連結串列來實現佇列資料結構:

定義一個頭結點,左邊指向佇列的開頭,右邊指向佇列的末尾,這樣就可以保證我們插入一個元素和取出一個元素都是O(1)的操作,使用這種連結串列實現stack也是非常的方便。實現程式碼如下:

class Head(object):
  def __init__(self):
    self.left = None
    self.right = None
class Node(object):
  def __init__(self,value):
    self.value = value
    self.next = None
class Queue(object):
  def __init__(self):
    #初始化節點
    self.head = Head()
  def enqueue(self,value):
    #插入一個元素
    newnode = Node(value)
    p = self.head
    if p.right:
      #如果head節點的右邊不為None
      #說明佇列中已經有元素了
      #就執行下列的操作
      temp = p.right
      p.right = newnode
      temp.next = newnode
    else:
      #這說明佇列為空,插入第一個元素
      p.right = newnode
      p.left = newnode
  def dequeue(self):
    #取出一個元素
    p = self.head
    if p.left and (p.left == p.right):
      #說明佇列中已經有元素
      #但是這是最後一個元素
      temp = p.left
      p.left = p.right = None
      return temp.value
    elif p.left and (p.left != p.right):
      #說明佇列中有元素,而且不止一個
      temp = p.left
      p.left = temp.next
      return temp.value
    else:
      #說明佇列為空
      #丟擲查詢錯誤
      raise LookupError('queue is empty!')
  def is_empty(self):
    if self.head.left:
      return False
    else:
      return True
  def top(self):
    #查詢目前佇列中最早入隊的元素
    if self.head.left:
      return self.head.left.value
    else:
      raise LookupError('queue is empty!')

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希望本文所述對大家Python程式設計有所幫助。