数据结构与算法(基本数据结构-栈)
一、线性数据结构
我们从四个简单但重要的概念开始研究数据结构。栈，队列，deques（双向队列）, 列表是一类数据的容器，它们数据元素之间的顺序由添加或删除的顺序决定。一旦一个数据元素被添加，它相对于前后元素一直保持该位置不变。诸如此类的数据结构被称为线性数据结构。
线性数据结构有两端，有时被称为左右，某些情况被称为前后。你也可以称为顶部和底部，名字都不重要。将两个线性数据结构区分开的方法是添加和移除元素的方式，特别是添加和移除元素的位置。例如一些结构允许从一端添加元素，另一些允许从另一端移除元素。
二、栈
概念：栈（有时称为“后进先出栈”）是一个元素的有序集合，其中添加移除新元素总发生在同一端。这一端通常称为“顶部”。与顶部对应的端称为“底部”。栈的底部很重要，因为在栈中靠近底部的元素是存储时间最长的。最近添加的元素是最先会被移除的。这种排序原则有时被称为 LIFO，后进先出。它基于在集合内的时间长度做排序。较新的项靠近顶部，较旧的项靠近底部。
案例：栈的例子很常见。几乎所有的自助餐厅都有一堆托盘或盘子，你从顶部拿一个，就会有一个新的托盘给下一个客人。想象桌上有一堆书, 只有顶部的那本书封面可见，要看到其他书的封面，只有先移除他们上面的书。下图展示了另一个栈，包含了很多 Python 对象。
栈的分析与应用：
- 分析：和栈相关的最有用的想法之一来自对它的观察。假设从一个干净的桌面开始，现在把书一本本叠起来，你在构造一个栈。考虑下移除一本书会发生什么。移除的顺序跟刚刚被放置的顺序相反。栈之所以重要是因为它能反转项的顺序。插入跟删除顺序相反。
- 应用：每个 web 浏览器都有一个返回按钮。当你浏览网页时，这些网页被放置在一个栈中（实际是网页的网址）。你现在查看的网页在顶部，你第一个查看的网页在底部。如果按‘返回’按钮，将按相反的顺序浏览刚才的页面。
三、Python实现栈
栈的抽象数据类型应该由以下结构和操作定义。栈操作如下：
- Stack() 创建一个空的新栈。 它不需要参数，并返回一个空栈。
- push(item)将一个新项添加到栈的顶部。它需要 item 做参数并不返回任何内容。
- pop() 从栈中删除顶部项。它不需要参数并返回 item 。栈被修改。
- peek() 从栈返回顶部项，但不会删除它。不需要参数。 不修改栈。
- isEmpty() 测试栈是否为空。不需要参数，并返回布尔值。
- size() 返回栈中的 item 数量。不需要参数，并返回一个整数。
代码实现：
Python 中的列表类提供了有序集合机制和一组方法。例如，如果我们有列表 [2,5,3,6,7,4]，我们只需要确定列表的哪一端将被认为是栈的顶部。一旦确定，可以使用诸如 append 和 pop 的列表方法来实现操作。
# 创建栈 class Stack(): def __init__(self): self.items = [] # 入栈(压栈) def push(self,item): self.items.append(item) # 出栈 def pop(self): return self.items.pop() # 栈指针回到栈顶部 def peek(self): return len(self.items) - 1 # 判断栈是否为空，空返回Ture,否则为False def isEmpty(self): return self.items == [] # 获取栈长度 def size(self): return len(self.items)
测试应用：
from basic.stack import Stack
s=Stack()
print(s.isEmpty())
s.push(4)
s.push('dog')
print(s.peek())
s.push(True)
print(s.size())
print(s.isEmpty())
s.push(8.4)
print(s.pop())
print(s.pop())
print(s.size())
四、栈的应用实例(URL存放机制)
模拟网站url地址存放机制：
s = Stack() # 点击进入一个新的网页 def getRequest(url): s.push(url) # 查看当前网页 def showCurenrUrl(): print('当前页面展示的url：'+s.pop()) # 回退到前一个网页 def back(): print('回退按钮点击后显示的url：',s.pop()) getRequest('www.1.com') getRequest('www.2.com') getRequest('www.3.com') showCurenrUrl() back() back()
# 结果：>>>
当前页面展示的url：www.3.com 回退按钮点击后显示的url： www.2.com 回退按钮点击后显示的url： www.1.com
