python数据结构——栈、队列、双端队列

一、栈

1. 概述

栈是一种容器，它可以存入元素、访问元素、删除元素，它的特点在与只能允许在容器的一端（栈顶top）进行加入数据和输出数据的运算。由于栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照先进后出（LIFO，Last In First Out）的原理操作。

2. 栈的实现

class Stack(object):
    """栈：顺序表list实现"""

    def __init__(self):
        super(Stack, self).__init__()
        self.__list = []

    def push(self, item):
        """入栈（压栈）"""
        self.__list.append(item)

    def pop(self):
        """弹出栈顶元素"""
        return self.__list.pop()

    def peek(self):
        """返回栈顶元素"""
        if not self.__list:
            return None
        return self.__list[-1]

    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        return self.__list == []

    def size(self):
        """返回栈的元素个数"""
        return len(self.__list)

if __name__ == '__main__':
    s = Stack()
    s.push(1)
    s.push(2)
    s.push(3)
    s.push(4)
    print(s.peek())
    print(s.is_empty())
    print(s.size())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())
    print(s.pop())

二、队列

1. 概述

队列只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表，对列是一种先进先出的线性表，简称为FIFO， 允许插入的一端为队尾，允许删除的一端为对头，队列中不允许在中间部位进行操作。

2. 队列的实现

class Queue(object):
    """队列：顺序表list实现"""

    def __init__(self):
        super(Queue, self).__init__()
        self.__list = []

    def dequeue(self, item):
        """向队列头部添加一个元素"""
        self.__list.insert(0, item)

    def enqueue(self):
        """从队列头部删除一个元素"""
        return self.__list.pop()

    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        return self.__list == []

    def size(self):
        """返回队列的元素个数"""
        return len(self.__list)


if __name__ == '__main__':
    s = Queue()
    s.dequeue(1)
    s.dequeue(2)
    s.dequeue(3)
    s.dequeue(4)
    print(s.is_empty())
    print(s.size())
    print(s.enqueue())
    print(s.enqueue())
    print(s.enqueue())
    print(s.enqueue())

三、双端队列

1. 概述

双端队列（deque, double-enden queue）是一种具有队列和栈的性质的数据结构。双端队列的元素可以从两端弹出，其限定插入和删除操作在表的两端进行，双端队列可以在队列任意一端入队和出队。

2. 双端队列的实现

class Deque(object):
    """docstring for Deque"""

    def __init__(self):
        super(Deque, self).__init__()
        self.__list = []

    def add_front(self, item):
        """从队头加入一个元素"""
        self.__list.insert(0, item)

    def add_finall(self, item):
        """从队尾加入一个元素"""
        self.__list.append(item)

    def pop_front(self):
        """删除队头的元素"""
        return self.__list.pop(0)

    def pop_finall(self):
        """删除队尾的元素"""
        return self.__list.pop()

    def is_empty(self):
        """判断双端队列是否为空"""
        return self.__list == []

    def size(self):
        """返回双端队列的元素个数"""
        return len(self.__list)


if __name__ =='__main__':
    q = Deque()
    q.add_front(1)
    q.add_front(2)
    q.add_front(3)
    q.add_front(4)
    q.add_finall(5)
    print(q.pop_front())
    print(q.pop_front())
    print(q.pop_front())
    print(q.pop_finall())