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栈和队列数据结构的基本概念及其相关的Python实现

piaodoo 编程教程 2020-02-02 12:30:45 243 0 python教程

这篇文章主要介绍了栈和队列数据结构的基本概念及其相关的Python实现,先进先出和后进先出的知识也已经成为了计算机学习中的老生常谈了:D需要的朋友可以参考下

先来回顾一下栈和队列的基本概念:

相同点:从"数据结构"的角度看,它们都是线性结构,即数据元素之间的关系相同。

不同点:栈(Stack)是限定只能在表的一端进行插入和删除操作的线性表。 队列(Queue)是限定只能在表的一端进行插入和在另一端进行删除操作的线性表。它们是完全不同的数据类型。除了它们各自的基本操作集不同外,主要区别是对插入和删除操作的"限定"。

栈必须按"后进先出"的规则进行操作:比如说,小学老师批改学生的作业,如果不打乱作业本的顺序的话,那么老师批改的第一份作业一定是最后那名同学交的那份作业,如果把所有作业本看作是一个栈中的元素,那么最后一个同学交的作业本就是栈顶元素,而第一个同学交的,也就是最低端的作业本,就是栈底元素,这就是对栈的读取规则。

而队列必须按"先进先出"的规则进行操作:打个比方,一些人去银行办理业务,一定是先去排队的最先得到服务,当然他也是第一个走出银行的(假设这些人都在一个窗口排队)。如果把所有这些等候服务的人看作是队的元素,第一个人就是对头元素,相应的,最后一个人就是队尾元素。这是队的读取规则。


用Python实现栈,这是Python核心编程里的一个例子:

#!/usr/bin/env python 
 
#定义一个列表来模拟栈 
stack = [] 
 
#进栈,调用列表的append()函数加到列表的末尾,strip()没有参数是去掉首尾的空格 
def pushit(): 
  stack.append(raw_input('Enter new string: ').strip()) 
 
#出栈,用到了pop()函数 
def popit(): 
  if len(stack) == 0: 
    print 'Cannot pop from an empty stack!' 
  else: 
    print 'Removed [', stack.pop(), ']' 
 
#编历栈 
def viewstack(): 
  print stack 
 
#CMDs是字典的使用 
CMDs = {'u': pushit, 'o': popit, 'v': viewstack} 
 
#pr为提示字符 
def showmenu(): 
  pr = """ 
  p(U)sh 
  p(O)p 
  (V)iew 
  (Q)uit 
    Enter choice: """ 
 
  while True: 
    while True: 
      try: 
        #先用strip()去掉空格,再把第一个字符转换成小写的 
        choice = raw_input(pr).strip()[0].lower() 
      except (EOFError, KeyboardInterrupt, IndexError): 
        choice = 'q' 
 
      print '\nYou picked: [%s]' % choice 
      if choice not in 'uovq': 
        print 'Invalid option, try again' 
      else: 
        break 
 
#CMDs[]根据输入的choice从字典中对应相应的value,比如说输入u,从字典中得到value为pushit,执行pushit()进栈操作 
    if choice == 'q': 
      break 
    CMDs[choice]() 
 
#判断是否是从本文件进入,而不是被调用 
if __name__ == '__main__': 
  showmenu() 

用Python实现队列:

#!/usr/bin/env python 
 
queue = [] 
 
def enQ(): 
  queue.append(raw_input('Enter new string: ').strip()) 
 
#调用list的列表的pop()函数.pop(0)为列表的第一个元素 
def deQ(): 
  if len(queue) == 0: 
    print 'Cannot pop from an empty queue!' 
  else: 
    print 'Removed [', queue.pop(0) ,']' 
 
def viewQ(): 
  print queue 
 
CMDs = {'e': enQ, 'd': deQ, 'v': viewQ} 
 
def showmenu(): 
  pr = """ 
  (E)nqueue 
  (D)equeue 
  (V)iew 
  (Q)uit 
    Enter choice: """ 
 
  while True: 
    while True: 
      try: 
        choice = raw_input(pr).strip()[0].lower() 
      except (EOFError, KeyboardInterrupt, IndexError): 
        choice = 'q' 
 
      print '\nYou picked: [%s]' % choice 
      if choice not in 'devq': 
        print 'Invalid option, try again' 
      else: 
        break 
    if choice == 'q': 
      break 
    CMDs[choice]() 
 
if __name__ == '__main__': 
  showmenu() 

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