数据结构与算法（四）——栈和队列

数据结构 算法一、栈概述栈（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。

二、栈结构的实现栈可以用顺序表实现，也可以用链表实现。

2.1 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 2.2 相关实现 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)

if name == "main":stack = Stack()stack.push("hello")stack.push("world")stack.push("itcast")print stack.size()print stack.peek()print stack.pop()print stack.pop()print stack.pop()三、队列概述队列（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。

四、队列的实现同栈一样，队列也可以用顺序表或者链表实现。

4.1 相关操作及实现 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):    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)

if name == "main":q = Queue()q.enqueue("hello")q.enqueue("world")q.enqueue("itcast")print q.size()print q.dequeue()print q.dequeue()print q.dequeue()五、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。

5.1 相关操作及实现 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.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)

if name == "main":deque = Deque()deque.add_front(1)deque.add_front(2)deque.add_rear(3)deque.add_rear(4)print deque.size()print deque.remove_front()print deque.remove_front()print deque.remove_rear()print deque.remove_rear()