算法训练营
栈和队列
Python 中的栈
学习文档:python数据结构之栈和队列
- 栈的特点:
- 先近后出,后进先出
- 无元素的为空栈
- 插入操作为进栈或者入栈,删除操作为退栈或者出栈。
- 基本运算
empty():判断是否为空push(e): 将元素插入作为栈顶元素pop():出栈,返回栈顶元素gettop():返回当前栈顶元素
顺序栈
-
顺序存储结构
使用
列表data来存放栈中的元素,称为顺序栈,data[0]端为栈底,data[-1]为栈顶,len(data)为栈中元素的个数 -
顺序栈的四个要素
- 栈空:
len(data)==0 - 栈满:不考虑
- 元素e进栈:
将e加到栈顶 - 出栈:删除栈顶元素,返回该元素
- 栈空:
-
顺序栈的基本操作
#初始化 class SqStack: def __init__(self): self.data=[] #判断栈是否为空 def empty(self): if len(self.data)==0: return True return False #进栈 def push(self,e): self.data.append(e) #出栈 def pop(self): assert not self.empty() return self.data.pop() #取栈顶元素 def gettop(self): assert not self.empty() return self.data[-1]总结:
- 空栈判断方法(empty):
len(data)==0 - 进栈方法(push):
data.append(e) - 出栈方法(pop):
- 先判断是否为空
- 再使用
data.pop - 获取栈顶元素(gettop):
- 先判断是否为空
- 再使用
data[-1]
- 空栈判断方法(empty):
Python中的队列
学习文档:python数据结构之栈和队列
- 基本定义
- 先进先出
- 出元素的那一头叫队头,进元素的那一头叫队尾。
- 基本运算
empty():判断是否为空push(e): 将元素插入作为队尾元素pop():出栈,返回队头元素gethead():返回当前对头元素,并不让元素退出队列
顺序队
class Queue:
def __init__(self):
self.items = []
def enqueue(self, item):
self.items.append(item)
def dequeue(self):
if not self.is_empty():
return self.items.pop(0)
return None
def peek(self):
if not self.is_empty():
return self.items[0]
return None
def is_empty(self):
return len(self.items) == 0
def size(self):
return len(self.items)
LeetCode
232.用栈来实现队列
学习文档:卡哥讲解
tips:
- 使用
list来模拟一个栈- 一定要懂得复用,功能相近的函数要抽象出来,不要大量的复制粘贴,很容易出问题
class MyQueue:
def __init__(self):
"""
in主要负责push,out主要负责pop
"""
self.stack_in = []
self.stack_out = []
def push(self, x: int) -> None:
"""
有新元素进来,就往in里面push
"""
self.stack_in.append(x)
def pop(self) -> int:
"""
Removes the element from in front of queue and returns that element.
"""
if self.empty():
return None
if self.stack_out:
return self.stack_out.pop()
else:
for i in range(len(self.stack_in)):
self.stack_out.append(self.stack_in.pop())
return self.stack_out.pop()
def peek(self) -> int:
"""
Get the front element.
"""
ans = self.pop()
self.stack_out.append(ans)
return ans
def empty(self) -> bool:
"""
只要in或者out有元素,说明队列不为空
"""
return not (self.stack_in or self.stack_out)
225.使用队列来实现栈
学习文档:卡哥讲解
from collections import deque
class MyStack:
def __init__(self):
"""
Python普通的Queue或SimpleQueue没有类似于peek的功能
也无法用索引访问,在实现top的时候较为困难。
用list可以,但是在使用pop(0)的时候时间复杂度为O(n)
因此这里使用双向队列,我们保证只执行popleft()和append(),因为deque可以用索引访问,可以实现和peek相似的功能
in - 存所有数据
out - 仅在pop的时候会用到
"""
self.queue_in = deque()
self.queue_out = deque()
def push(self, x: int) -> None:
"""
直接append即可
"""
self.queue_in.append(x)
def pop(self) -> int:
"""
1. 首先确认不空
2. 因为队列的特殊性,FIFO,所以我们只有在pop()的时候才会使用queue_out
3. 先把queue_in中的所有元素(除了最后一个),依次出列放进queue_out
4. 交换in和out,此时out里只有一个元素
5. 把out中的pop出来,即是原队列的最后一个
tip:这不能像栈实现队列一样,因为另一个queue也是FIFO,如果执行pop()它不能像
stack一样从另一个pop(),所以干脆in只用来存数据,pop()的时候两个进行交换
"""
if self.empty():
return None
for i in range(len(self.queue_in) - 1):
self.queue_out.append(self.queue_in.popleft())
self.queue_in, self.queue_out = self.queue_out, self.queue_in # 交换in和out,这也是为啥in只用来存
return self.queue_out.popleft()
def top(self) -> int:
"""
写法一:
1. 首先确认不空
2. 我们仅有in会存放数据,所以返回第一个即可(这里实际上用到了栈)
写法二:
1. 首先确认不空
2. 因为队列的特殊性,FIFO,所以我们只有在pop()的时候才会使用queue_out
3. 先把queue_in中的所有元素(除了最后一个),依次出列放进queue_out
4. 交换in和out,此时out里只有一个元素
5. 把out中的pop出来,即是原队列的最后一个,并使用temp变量暂存
6. 把temp追加到queue_in的末尾
"""
# 写法一:
# if self.empty():
# return None
# return self.queue_in[-1] # 这里实际上用到了栈,因为直接获取了queue_in的末尾元素
# 写法二:
if self.empty():
return None
for i in range(len(self.queue_in) - 1):
self.queue_out.append(self.queue_in.popleft())
self.queue_in, self.queue_out = self.queue_out, self.queue_in
temp = self.queue_out.popleft()
self.queue_in.append(temp)
return temp
def empty(self) -> bool:
"""
因为只有in存了数据,只要判断in是不是有数即可
"""
return len(self.queue_in) == 0
1288

被折叠的 条评论
为什么被折叠?



