• Python list列表实现栈和队列

    队列和栈是两种数据结构,其内部都是按照固定顺序来存放变量的,二者的区别在于对数据的存取顺序:

    • 队列是,先存入的数据最先取出,即“先进先出”。
    • 栈是,最后存入的数据最先取出,即“后进先出”。

    考虑到 list 类型数据本身的存放就是有顺序的,而且内部元素又可以是各不相同的类型,非常适合用于队列和栈的实现。本节将演示如何使用 list 类型变量来实现队列和栈。

    Python list实现队列

    使用 list 列表模拟队列功能的实现方法是,定义一个 list 变量,存入数据时使用 insert() 方法,设置其第一个参数为 0,即表示每次都从最前面插入数据;读取数据时,使用 pop() 方法,即将队列的最后一个元素弹出。

    如此 list 列表中数据的存取顺序就符合“先进先出”的特点。实现代码如下:

    #定义一个空列表,当做队列
    queue = []
    #向列表中插入元素
    queue.insert(0,1)
    queue.insert(0,2)
    queue.insert(0,"hello")
    print(queue)
    print("取一个元素:",queue.pop())
    print("取一个元素:",queue.pop())
    print("取一个元素:",queue.pop())

    运行结果为:

    ['hello', 2, 1]
    取一个元素: 1
    取一个元素: 2
    取一个元素: hello

    Python list实现栈

    使用 list 列表模拟栈功能的实现方法是,使用 append() 方法存入数据;使用 pop() 方法读取数据。

    append() 方法向 list 中存入数据时,每次都在最后面添加数据,这和前面程序中的 insert() 方法正好相反。

    举个例子:

    #定义一个空 list 当做栈
    stack = []
    stack.append(1)
    stack.append(2)
    stack.append("hello")
    print(stack)
    print("取一个元素:",stack.pop())
    print("取一个元素:",stack.pop())
    print("取一个元素:",stack.pop())

    输出结果为:

    [1, 2, 'hello']
    取一个元素: hello
    取一个元素: 2
    取一个元素: 1

    collections模块实现栈和队列

    前面使用 list 实现队列的例子中,插入数据的部分是通过 insert() 方法实现的,这种方法效率并不高,因为每次从列表的开头插入一个数据,列表中所有元素都得向后移动一个位置。

    这里介绍一个相对更高效的方法,即使用标准库的 collections 模块中的 deque 结构体,它被设计成在两端存入和读取都很快的特殊 list,可以用来实现栈和队列的功能。

    举个例子:

    queueAndStack = deque()
    queueAndStack.append(1)
    queueAndStack.append(2)
    queueAndStack.append("hello")
    print(list(queueAndStack))
    
    #实现队列功能,从队列中取一个元素,根据先进先出原则,这里应输出 1
    print(queueAndStack.popleft())
    #实现栈功能,从栈里取一个元素,根据后进先出原则,这里应输出 hello
    print(queueAndStack.pop())
    #再次打印列表
    print(list(queueAndStack))

    输出结果为:

    [1, 2, 'hello']
    1
    hello
    [2]

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