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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:
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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