数据结构和算法（七）栈

定义

栈又名堆栈，可存入数据元素、访问元素、删除元素，其特点是只能在一端进行数据的输入（入栈）和输出（出栈）。
由于栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。

python 实现栈结构

class Stack(object):
	"""
	堆栈实现
	"""
	def __init__(self):
		self.item = []

	def is_empty(self):
		"""
		判断栈是否为空
		"""
		return self.item == []

	def push(self, item):
		"""
		添加元素
		"""
		self.item.append(item)

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

	def peek(self):
		"""
		返回栈顶元素
		"""
		return self.item[len(self.item) - 1]

	def size(self):
		"""
		返回栈的大小
		"""
		return len(self.item)

		
if __name__ == '__main__':
    s = Stack()
    print("当前栈是否为空", s.is_empty())
    print("当前栈大小：", s.size())

    s.push(1)
    s.push(96)
    s.push(55)
    print("当前栈顶元素为：", s.peek())
    print("出栈元素为：", s.pop())
    print("当前栈顶元素为：", s.peek())
    print("当前栈是否为空", s.is_empty())
    print("当前栈大小：", s.size())

结果

当前栈是否为空 True
当前栈大小： 0
当前栈顶元素为： 55
出栈元素为： 55
当前栈顶元素为： 96
当前栈是否为空 False
当前栈大小： 2

经典算法

括号匹配：字符串中有括号”()[]{}”，设计算法，判断该字符串是否有效
括号必须以正确的顺序配对，如：“()”、“()[]”是有效的，但“([)]”无效

解题思路：使用栈来实现。右括号总是与最近的左括号匹配 栈的后进先出的特点。
从左往右遍历字符串，遇到左括号就入栈，遇到右括号时，就出栈一个元素与其配对。
当栈为空时，遇到右括号，则此右括号无与之匹配的左括号。
当最终右括号匹配完毕后栈内还有剩余元素，则表明这些位置的左括号没有与之匹配的右括号。

代码实现

def parentheses_match(value):
	stack = []	
	for parentheses in value:
		# 匹配到左括号入栈
		if parentheses == '(' or parentheses == '{' or parentheses == '[':
			stack.append(parentheses)
		elif parentheses == ')' or parentheses == '}' or parentheses == ']':
			if stack == []:
				return False
			stack.pop()
	return stack == []
examples = ['{}{}()[()]','{(}(())','{[()]}']
	for example in examples:
		print(parentheses_match(example))

结果

True
False
True