Python 实现栈与队列
栈
栈（stack），有些地方称为堆栈，是一种容器，可存入数据元素、访问元素、删除元素，它的特点在于只能允许在容器的一端（称为栈顶端指标，英语：top）进行加入数据（英语：push）和输出数据（英语：pop）的运算。没有了位置概念，保证任何时候可以访问、删除的元素都是此前最后存入的那个元素，确定了一种默认的访问顺序。
由于栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。
栈结构实现
栈可以用顺序表实现，也可以用链表实现。
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
- is_empty() 判断栈是否为空
- size() 返回栈的元素个数
class stack(object):
"""栈"""
def __init__(self):
self.__list = []
def push(self, item):
"""添加一个新的元素item到栈顶"""
self.__list.append(item) # 从列表尾部（栈顶）加入元素
def pop(self):
"""弹出栈顶元素"""
if self.__list: # 如果栈不为空
return self.__list.pop() # 从列表尾部（栈顶）弹出元素
else:
return None # 否则返回None
def peek(self):
"""返回栈顶元素"""
if self.__list: # 如果栈不为空
return self.__list[-1] # 从列表尾部（栈顶）返回元素
else:
return None # 否则返回None
def is_empty(self):
"""判断栈是否为空"""
return self.__list == [] # 如果为空返回Trun 如果不为空则返回
def size(self):
"""返回栈的元素个数"""
return len(self.__list)
if __name__ == "__main__":
s = stack()
s.push(10)
print(s.pop()) # 10
s.push(1)
s.push(2)
s.push(3)
print(s.peek()) # 3
print(s.is_empty()) # False
print(s.size()) # 3
队列
队列（queue）是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。
队列是一种先进先出的（First In First Out）的线性表，简称FIFO。允许插入的一端为队尾，允许删除的一端为队头。队列不允许在中间部位进行操作！假设队列是q=（a1，a2，……，an），那么a1就是队头元素，而an是队尾元素。这样我们就可以删除时，总是从a1开始，而插入时，总是在队列最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯，排在第一个的优先出列，最后来的当然排在队伍最后。
队列的实现
同栈一样，队列也可以用顺序表或者链表实现
队列的操作
- Queue() 创建一个空的队列
- enqueue(item) 往队列中添加一个item元素
- dequeue() 从队列头部删除一个元素
- is_empty() 判断一个队列是否为空
- size() 返回队列的大小
class Queue(object):
"""队列"""
def __init__(self):
self.__list = []
def is_empty(self):
"""判空"""
return self.__list == []
def enqueue(self, item):
"""进队列"""
self.__list.insert(0, item)
def dequeue(self):
"""出队列"""
return self.__list.pop()
def size(self):
"""返回大小"""
return len(self.__list)
if __name__ == "__main__":
q = Queue()
q.enqueue("hello")
q.enqueue("world")
q.enqueue("itcast")
print(q.size()) # 3
print(q.dequeue()) # hello
print(q.dequeue()) # world
print(q.dequeue()) # itcast
双端队列
双端队列（deque，全名double-ended queue），是一种具有队列和栈的性质的数据结构。
双端队列中的元素可以从两端弹出，其限定插入和删除操作在表的两端进行。双端队列可以在队列任意一端入队和出队。（可以看作两个栈，将栈底拼接）
双端队列操作
- Deque() 创建一个空的双端队列
- add_front(item) 从队头加入一个item元素
- add_rear(item) 从队尾加入一个item元素
- remove_front() 从队头删除一个item元素
- remove_rear() 从队尾删除一个item元素
- is_empty() 判断双端队列是否为空
- size() 返回队列的大小
class Deque(object):
"""双端队列"""
def __init__(self):
self.__list = []
def is_empty(self):
"""判断队列是否为空"""
return self.__list == []
def add_front(self, item):
"""在队头添加元素"""
self.__list.insert(0, item)
def add_rear(self, item):
"""在队尾添加元素"""
self.__list.append(item)
def remove_front(self):
"""从队头删除元素"""
return self.__list.pop(0)
def remove_rear(self):
"""从队尾删除元素"""
return self.__list.pop()
def size(self):
"""返回队列大小"""
return len(self.__list)
if __name__ == "__main__":
d = Deque()
d.add_front(1) # 1
d.add_front(2) # 21
d.add_rear(3) # 213
d.add_rear(4) # 2134
print(d.size()) # 4
print(d.remove_front()) # 2
print(d.remove_front()) # 1
print(d.remove_rear()) # 4
print(d.remove_rear()) # 3
