三.基本数据结构-栈

Posted 2022-03-19 studybrother

一.线性数据结构

　　- 我们从四个简单但重要的概念开始研究数据结构。栈，队列，deques（双向队列）, 列表是一类数据的容器，它们数据元素之间的顺序由添加或删除的顺序决定。一旦一个数据元素被添加，它相对于前后元素一直保持该位置不变。诸如此类的数据结构被称为线性数据结构。

　　- 线性数据结构有两端，有时被称为左右，某些情况被称为前后。你也可以称为顶部和底部，名字都不重要。将两个线性数据结构区分开的方法是添加和移除元素的方式，特别是添加和移除元素的位置。例如一些结构允许从一端添加元素，另一些允许从另一端移除元素。

题目:栈\\队列\\线性列表是线性结构,二叉树是树结构.

二.栈

　　- 概念：栈（有时称为“后进先出栈”）是一个有序的元素集合，其中添加移除新元素总发生在同一端。这一端通常称为“顶部”。与顶部对应的端称为“底部”。栈的底部很重要，因为在栈中靠近底部的元素是存储时间最长的。最近添加的元素是最先会被移除的。这种排序原则有时被称为 LIFO，后进先出。它基于在集合内的时间长度做排序。较新的项靠近顶部，较旧的项靠近底部。

　　- 案例：栈的例子很常见。几乎所有的自助餐厅都有一堆托盘或盘子，你从顶部拿一个，就会有一个新的托盘给下一个客人。想象桌上有一堆书, 只有顶部的那本书封面可见，要看到其他书的封面，只有先移除他们上面的书。下图展示了另一个栈，包含了很多 Python 对象。

 

 

- 栈的分析与应用：

　　　　- 分析：和栈相关的最有用的想法之一来自对它的观察。假设从一个干净的桌面开始，现在把书一本本叠起来，你在构造一个栈。考虑下移除一本书会发生什么。移除的顺序跟刚刚被放置的顺序相反。栈之所以重要是因为它能反转项的顺序。插入跟删除顺序相反。

　　　　- 应用：每个 web 浏览器都有一个返回按钮。当你浏览网页时，这些网页被放置在一个栈中（实际是网页的网址）。你现在查看的网页在顶部，你第一个查看的网页在底部。如果按‘返回’按钮，将按相反的顺序浏览刚才的页面。

 三.用python实现一个栈

　　 - 栈的抽象数据类型定义：栈的抽象数据类型应该由以下结构和操作定义。栈操作如下：

Stack() 创建一个空的新栈。 它不需要参数，并返回一个空栈。
push(item)将一个新项添加到栈的顶部。它需要 item 做参数并不返回任何内容。
pop() 从栈中删除顶部项。它不需要参数并返回 item 。栈被修改。
peek() 从栈返回顶部项，但不会删除它。不需要参数。 不修改栈。
isEmpty() 测试栈是否为空。不需要参数，并返回布尔值。
size() 返回栈中的 item 数量。不需要参数，并返回一个整数。

　　- 代码实现：Python 中的列表类提供了有序集合机制和一组方法。例如，如果我们有列表 [2,5,3,6,7,4]，我们只需要确定列表的哪一端将被认为是栈的顶部。一旦确定，可以使用诸如 append 和 pop 的列表方法来实现操作。

class Stack():
    def __init__(self):
        self.items = []
    def push(self,item):
        self.items.append(item)
    def pop(self):
        if self.isEmpty():
            return ‘空‘
        else:
            return self.items.pop()
    def isEmpty(self):
        #空=》True
        return self.items == []
    def peek(self):
        if self.isEmpty():
            return ‘0‘
        else:
            return self.items[len(self.items) - 1]
    def size(self):
        return len(self.items)

stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)
print(stack.size())
print(stack.pop())
print(stack.pop())
print(stack.pop())
print(stack.pop())
print(stack.peek())

结果:

3
3
2
1
空
0

案例2:模拟浏览器回退键

s = Stack()

def getRequest(url):
    s.push(url)
def showCurrentPage():
    print(s.pop())
def back():
    return s.pop()
getRequest(‘www.1.com‘)
getRequest(‘www.2.com‘)
getRequest(‘www.3.com‘)
showCurrentPage()
print(back())
print(back())
执行结果：
www.3.com
www.2.com
www.1.com