数据结构-堆栈和队列最简单的实现（Python实现）

Posted 2022-04-17 dongyangblog

OK，上篇博客我们介绍了双向链表以及代码实现，这篇文章我们来学习堆栈和队列。

队、栈和链表一样，在数据结构中非常基础一种数据结构，同样他们也有各种各样、五花八门的变形和实现方式。但不管他们形式上怎么变，队和栈都有其不变的最基本的特征，我们今天就从最基本，最简单的实现来看看队列和堆栈。

不管什么形式的队列，它总有的一个共同的特点就是“先进先出”。怎么理解呢?就像是超市排队结账，先排队的人排在队的前面，先结账出队。这是队列的特征。

而堆栈则和队列相反，它是“先进后出”，怎么理解呢?基本所有的编辑器都有一个撤销功能，就是按Ctrl+Z。当你写了一段文字，第一次按Ctrl+Z，消失的是你最后写的文字，第二次按Ctrl+Z，同样消失的是当前编辑器内最后写的文字。这就是一个堆栈结构的应用例子。

好，介绍完概念我们来看一下代码如何实现这两种数据结构，这篇文章我们采用最简单方式——通过Python原生的数据类型列表来实现。上篇文章，我们介绍了链表，通过链表我们同样可以实现堆栈和队列，感兴趣的朋友不妨尝试一下。

队列

首先，我们来定义一个队列类：

class Queue():
    def __init__(self):
        self.__list = list()

接下来，我们给队列类添加一些方法：

• 判断队列是否为空

    def isEmpty(self):
        return self.__list == []

• 入队

    def push(self, data):
        self.__list.append(data)

• 出队

    def pop(self):
        if self.isEmpty():
            return False
        return self.__list.pop(0)

• 定义len()函数和print()操作类方法

    def __len__(self):
        return len(self.__list)

    def __str__(self):
        if self.isEmpty():
            return ''
        return ' '.join([str(x) for x in self.__list])

OK，到这里，一个最简单的队列就实现啦，自己实例化一个队列测试一下吧

下面我们来看堆栈

堆栈

堆栈的实现和队列类似，同样有入栈和出栈操作，我们直接上代码：

class Stack():
    def __init__(self):
        self.__list = list()

    def isEmpty(self):
        return self.__list == []

    def push(self, data):
        self.__list.append(data)
    
    def pop(self):
        if self.isEmpty():
            return False
        return self.__list.pop()

    def __len__(self):
        return len(self.__list)

    def __str__(self):
        if self.isEmpty():
            return ''
        return ' '.join([str(x) for x in self.__list])

可以看到，堆栈和队列的类实现基本相同，差别仅在出队和出栈的时候，队列是弹出第一个元素，而堆栈则是弹出最后一个元素。这也是队列和堆栈最本质的区别。

后面的文章我们将会介绍更多种队列和堆栈的实现方式，以及它们的变形。

好啦，最简单的队列和堆栈实现就介绍到这里了，基于链表的实现你尝试的怎么样了呢？留言告诉我吧