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Python数据结构之栈、队列的实现代码分享

更新时间:2020-05-13 01:42:01 作者:startmvc
1.栈栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插

1. 栈

栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈,它是把新元素放到栈顶元素的上面,使之成为新的栈顶元素;从一个栈删除元素又称作出栈或退栈,它是把栈顶元素删除掉,使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

栈(Stack)是限制插入和删除操作只能在一个位置进行的表,该位置是表的末端,称为栈的顶(top)。栈的基本操作有PUSH(入栈)和POP(出栈)。栈又被称为LIFO(后入先出)表。

1.1 栈的实现


class Stack(object):
 def __init__(self):
 self.stack=[]
 def isEmpty(self):
 return self.stack==[]
 def push(self,item):
 self.stack.append(item)
 def pop(self):
 if self.isEmpty():
 raise IndexError,'pop from empty stack'
 return self.stack.pop()
 def peek(self):
 return self.stack[-1]
 def size(self):
 return len(self.stack)

1.2 栈应用

1.2.1 检查程序中成对的符号

程序的语法错误经常是由缺少一个符号造成的。可用栈来检查符号是否成对。做一个空栈,如果字符是开放符号('({[')则将其push栈中。如果符号是个闭合符号(')]}'),则当栈空时报错,对应'()}'的错误。否则,将栈pop,如果弹出的符号不是对应的开放符号,则报错,对应'(}'的错误。文件末尾,如果栈为空,则报错,对应'({}'的错误。


def match(i,j):
 opens='([{'
 closes=')]}'
 return opens.index(i)==closes.index(j)
def syntaxChecker(string):
 stack=Stack()
 balanced=True
 for i in string:
 if i in '([{':
 stack.push(i)
 elif i in ')]}':
 if stack.isEmpty():
 balanced=False
 break
 else:
 j=stack.pop()
 if not match(j,i):
 balanced=False
 break
 if not stack.isEmpty():
 balanced=False
 return balanced

1.2.2 进制转换

十进制转换二进制:把十进制转成二进制一直分解至商数为0。从最底左边数字开始读,之后读右边的数字,从下读到上。

来自《Problem Solving with Algorithms and Data Structures》的图片:

代码:


def decimal_to_bin(dec):
 stack=Stack()
 cur=dec
 while cur>0:
 a=cur%2
 cur=cur/2
 stack.push(a)
 binstr=''
 while not stack.isEmpty():
 binstr+=str(stack.pop())
 return binstr

1.2.3 后缀记法

后缀记法(postfix),使用一个栈,见到一个数时入栈,遇到一个运算符时就作用于从栈弹出的两个元素,将结果弹入栈中。

(7+8)/(3+2)可以写作7 8 + 3 2 + /

来自《Problem Solving with Algorithms and Data Structures》的图片:


def infixtoPostfix(infix):
 a={}
 a['*']=3
 a['/']=3
 a['+']=2
 a['-']=2
 a['(']=1
 stack=Stack()
 post=''
 for i in infix:
 if i not in a and i!=')':
 post+=i
 elif i=='(':
 stack.push(i)
 elif i==')':
 top=stack.pop()
 while top!='(':
 post+=top
 top=stack.pop()
 else: 
 while not stack.isEmpty() and a[i]<=a[stack.peek()]:
 post+=stack.pop()
 stack.push(i)
 while not stack.isEmpty():
 post+=stack.pop()
 return post
 
def postfixExp(postfix):
 stack=Stack()
 postlist=postfix.split()
 for i in postlist:
 if i not in '+-*/':
 stack.push(i)
 else:
 a=stack.pop()
 b=stack.pop()
 result=math(i,b,a)
 stack.push(result)
 return stack.pop()
def math(x,y,z):
 if x=='+':
 return float(y)+float(z)
 if x=='-':
 return float(y)-float(z)
 if x=='*':
 return float(y)*float(z)
 if x=='/':
 return float(y)/float(z)

2 队列

队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。

队列(queue)也是表,使用队列时插入和删除在不同的端进行。队列的基本操作是Enqueue(入队),在表的末端(rear)插入一个元素,还有出列(Dequeue),删除表开头的元素。


class Queue(object):
 def __init__(self):
 self.queue=[]
 def isEmpty(self):
 return self.queue==[]
 def enqueue(self,x):
 self.queue.append(x)
 def dequeue(self):
 if self.queue:
 a=self.queue[0]
 self.queue.remove(a)
 return a
 else:
 raise IndexError,'queue is empty'
 def size(self):
 return len(self.queue)

总结

以上就是本文关于Python数据结构之栈、队列的实现代码分享的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题,如有不足之处,欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持!

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