堆栈与队列

1，栈

栈（stack）又叫堆栈，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top）进行加入数据（push）和输出数据（pop）的运算。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，因而按照先进后出或者后进先出（LIFO, Last In First Out）的操作顺序。
这里写图片描述

1.1，堆栈的实现

根据堆栈的特点，结合我们前两篇讲的顺序表跟链表，不难发现栈不但可以用顺序表实现，也可以用链表实现。

我们如果让某一个链表或者顺序表中的元素只能从某一段取出与存入，就是能实现堆栈的效果。
打个比方： Python中列表 list 相当于一个顺序表

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

    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        return self.items == []

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

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

    def peek(self):
        """返回栈顶元素"""
        return self.items[len(self.items)-1]

    def size(self):
        """返回栈的大小"""
        return len(self.items)

测试结果：

In [10]: stack = Stack()
    ...: stack.push("hello")
    ...: stack.push("world")
    ...: stack.push("nihao")
    ...: print (stack.size())
    ...: print (stack.peek())
    ...: print (stack.pop())
    ...: print(stack.pop())
    ...:
3
nihao
nihao
world

2，队列

队列跟堆栈的概念其实还是挺相似的，队列他就是只允许你从一段添加从另一端取出。同栈一样，可以由线性表来实现。
一个队列应该包含的操作有：

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.items = []

    def is_empty(self):
        '''判断为空'''
        return self.items == []

    def enqueue(self, item):
        """进队列"""
        self.items.insert(0,item)

    def dequeue(self):
        """出队列"""
        return self.items.pop()

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

可以跟上面一样，测试下。

2.1，双端队列

双端队列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。
其实它可以看成是两个栈的栈底挨在一起。

双端队列的操作：

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

lass Deque(object):
    """双端队列"""
    def __init__(self):
        self.items = []

    def is_empty(self):
        """判断队列是否为空"""
        return self.items == []

    def add_front(self, item):
        """在队头添加元素"""
        self.items.insert(0,item)

    def add_rear(self, item):
        """在队尾添加元素"""
        self.items.append(item)

    def remove_front(self):
        """从队头删除元素"""
        return self.items.pop(0)

    def remove_rear(self):
        """从队尾删除元素"""
        return self.items.pop()

    def size(self):
        """返回队列大小"""
        return len(self.items)

Conclusion：

发现队列跟栈其实是挺相似的，如果你能够理解其中任何一个，就可以理解另一个。如果你能够理解线性表（顺序表与链表）那么这两个也就差不多了。

1，栈

1.1，堆栈的实现

2，队列

2.1，双端队列

Conclusion：

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