Python中的栈 || Python中的堆栈结合
Python中的栈
1、栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底,栈就相当于一个有底的水桶,出栈的过程就像倒出水的过程,是先进后出。
2、栈(Stack)是操作系统在建立某个进程或者线程时(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域。
一、栈的理解
【栈】就好比浏览器上【收藏夹】,人们把经常要浏览的网站地址放在【收藏夹】里,而真正的网页信息是存储在网页所在公司租赁的【服务器】里的,并不是放在【收藏夹】里,这里的【服务器】就好比【堆】,【收藏夹】就好比【栈】;收藏夹(栈)只是记住了网页的地址,它只是引用了【服务器】(堆)里的网页信息
二、什么是栈?
栈是一种运算会受到相关限制的数据结构,简单来说,栈就是一种数据的存储方式。在这种数据的存储方式中进行存入数据或者读取数据的操作时,会受到相关规则的限制。
栈所遵循的存储数据规则就是后进先出,是一种特殊的数据结构。
栈是只能在一端进行插入或删除操作的特殊线性表,这一端被称为栈顶,是浮动的一端;另一端被称为栈底,是固定的一端。
先进入的元素被压入栈底,最后进去的元素在栈顶,当需要读取数据时,从栈顶依次弹出元素,最后一个数据最后才会出来。
栈中的元素个数为0,则是【空栈】,插入操作称为【入栈】,删除操作称为【出栈】。
三、'栈'数据结构具有以下几个特点:
- 栈相当于一端开口、一端封闭的容器;
- 数据可存储在栈里面,把数据移动到栈里面的过程叫作进栈,也称为压栈、入栈;
- 栈只能对其栈顶的数据进行操作;
- 栈是一种先进后出的数据结构
栈的一端是开口的,一端是封闭的。开口的这一端可以进数据与出数据,闭合的这一端不能进数据,也不能出数据。闭合的这一端的位置称为栈底。在最开始的时候,如果栈里面没有数据,栈顶与栈底是重合的。在进入数据后,栈顶会逐渐往上移动,而栈底的位置始终处于闭合端所在的位置。
三、栈结构实现
栈可以用顺序表实现,也可以用链表实现。
四、栈的操作
- Stack() 创建一个新的空栈
- push(item) 添加一个新的元素item到栈顶
- pop() 弹出栈顶元素
- peek() 返回栈顶元素,但不删除
- is_empty() 判断栈是否为空
- size() 返回栈的元素个数
--------为了更好的理解栈的存储结构,不妨尝试着将栈的存储结构抽象一下,形成 “栈的普遍存储结构图示”,如果把栈底位置的下标标注为 -1,那么数据1所在的位置下标为0,数据2所在的位置下标为1,以此类推,数据 n 所在的位置下标为 n-1。其实数据 1 ~ 数据 n 的存储的最基本形式就是列表,只不过这种列表里面的数据操作是受限制的,只能对列表中的最后一个元素进行操作。
-------- 在通过Python代码进行栈的基本应用时,可以把栈的基本形态看成列表,只不过需要对这种列表的数据操作进行限制,比如只能在表的一端进行数据的插入和删除等。
栈的完整代码实现:
#栈的实现 class Stack(): def __init__(self,size): #在类中建立一个初始化方法 self.data=["null" for i in range(0,size)] #生成指定长度(size)的列表,并且该列表中的各元素数据初始时都是为null self.size=size #对栈的大小进行初始化 self.top=-1 #实现栈顶位置top的初始化 def push(self,content): #入栈 if self.Full(): print("栈已满,不允许入栈!") else: self.top=self.top+1 self.data[self.top]=content #将新元素放到当前的栈顶位置所指向的存储单元 def out(self): #出栈 if self.Empty(): print("栈已空,不允许出栈!") else: print(self.data[self.top]) self.data[self.top]="null" #使用赋一个特定值(如"null")的方式模拟清空操作 self.top=self.top-1 def Full(self): #判断是否栈满 if self.top==self.size-1: #用size表示栈的大小,则栈满时栈顶的下标为size-1 return True else: return False def Empty(self): #判断是否栈空 if self.top==-1: #当栈顶为-1时判断该栈为空 return True else: return False
#创建一个大小为4的栈,将数据依次进栈 >>> s=Stack(4) >>> s.push("zcoder") >>> s.push("App") >>> s.push("Hhhhh") >>> s.push("Pink") #此时栈内已有四个数据,无法再进栈 >>> s.push("OK") 栈已满,不允许入栈! >>> s.out() Pink >>> s.out() Hhhhh >>> s.out() App >>> s.out() zcoder >>> s.out() 栈已空,不允许出栈! #随时可以使用Empty()与Full()方法分别判断是否栈空或栈满 >>> s.Empty() True >>> s.Full() False
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