数据结构与算法：python语言描述之堆栈

最新推荐文章于 2023-06-06 18:03:51 发布

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#数据结构与算法 #python实现 #堆栈

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本文介绍了堆栈的基本概念及工作原理，详细解释了后入先出（LIFO）原则，并使用Python实现了堆栈的基本操作，包括创建、判断是否为空、获取长度、进栈、出栈及查看栈顶元素。

1、形象表述

堆栈常用来存储数据，它遵循后入先出（last-in rst-out (LIFO)）的规则。

下面这张图形象的描述了进栈、出栈的过程：

（a）:把数值19压进栈,（b）:把数值5压进栈

（c）:把值19和5压进栈后产生的堆栈

（d）：出栈，从栈顶弹出

2、python实现

对栈我们定义了一些操作函数：

Stack（）：创建一个新的空栈
isEmpty（）：判断是否空栈，返回布尔数值
length（）：返回栈的长度
push（item）：元素进栈
pop(）：在堆栈非空的情况下，栈顶元素出栈
peek（）：返回栈顶元素，如果堆栈为空，返回错误。

在定义peek()函数时，我们用了断言assert,它的用法：

assert 表达式1，表达式2

如果表达式为真，程序继续执行，不发生中断；

如果表达式1为假，中断程序，并报错，输出表达式2。

堆栈的程序很简单，你不用害怕，你一看就明白了。

具体程序：

应用python列表来实现堆栈
class Stack:
    #创建一个空栈
    def __init__(self):
        self._theItems = list()
    #判断栈是空的；如果栈是空的返回True，其他的返回False
    def isEmpty(self):
        return len(self) == 0
    #栈的长度
    def __len__(self):
        return len(self._theItems)
    #进栈
    def push(self,item):
        self._theItems.append(item)
    #出栈
    def pop(self):
        #如果栈是空的，用断言assert使程序中断
        assert not self.isEmpty(),'Cannot pop from an empty stack'
        return self._theItems.pop()
    #在不删除栈顶元素的情况下，返回栈顶元素
    def peek(self):
        assert not self.isEmpty(),'Cannot pop from an empty stack'
        return self._theItems[-1]

3、堆栈的应用

这是一个用后缀表达式计算数值的例子，可以先忽略。

operators = {  # 运算符操作表
    '+': lambda op1, op2: op1 + op2,
    '-': lambda op1, op2: op1 - op2,
    '*': lambda op1, op2: op1 * op2,
    '/': lambda op1, op2: op1 / op2,
}
def evalPostfix(list1):
    tokens = list1.split()  
    stack = []
    for token in tokens: 
        if token.isdigit():  
            stack.append(int(token))  
        elif token in operators.keys():  
            f = operators[token]  
            op2 = stack.pop()  
            op1 = stack.pop()  
            stack.append(f(op1, op2))  
    return stack.pop()