python实现Queue和Stack

Python的内置的数据类型有Map，Set，List，Tuple

Map：字典，键值对，值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字或元组

Set：集合，不能有重复的元素，元素之间是无序的。

List：列表（序列），可以增删改查，列表的数据项不需要具有相同的类型，创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可，可以增删改查，元素之间是有序的。

Tuple：元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改，但我们可以对元组进行连接组合。

这些具体的用法都可以从https://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html学习到。

可以发现少了很多常用的数据结构，比如Stack和Queue。下面我们可以利用List来自己实现出Stack和Queue。

一：使用List实现Stack

class Stack(object):
    """栈"""
    
    def __init__(self):
        self.__list = []
    
    def push(self, item):
        """添加一个新元素item到栈顶"""
        self.__list.append(item)  # 尾部添加 ，时间复杂度o1
        # self.__list.insert(0,item) 这样从尾部添加的时间复杂度为O(n)
    
    def pop(self):
        """弹出栈顶元素"""
        if self.__list == []:
            raise LookupError('stack is empty!')
        return self.__list.pop()
    
    def peek(self):
        """返回栈顶元素"""
        if self.__list:
            return self.__list[-1]
        return None
    
    def is_empty(self):
        """判断栈是否为空"""
        return self.__list == []
    
    def size(self):
        """返回栈元素的个数"""
        return len(self.__list)


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

二：使用List实现Queue

class Queue:
    """队列"""
    
    def __init__(self):
        self.__list = []
    
    def enqueue(self, item):
        """往队列中添加一个元素"""
        self.__list.append(item)  # 时间复杂度o(1)
    
    def dequeue(self):
        """从队列头部删除一个元素"""
        return self.__list.pop(0)  # 时间复杂度 o(n)
    
    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        return self.__list == []
    
    def size(self):
        """返回队列大小"""
        return len(self.__list)



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

三：使用List实现双向Queue

# 双端队列的实现
# -*- coding: utf-8 -*-


class Deque(object):
    def __init__(self):
        self.__list = []
    
    def add_front(self, item):
        """往队列头部添加一个元素"""
        self.__list.insert(0, item)  # 时间复杂度o(1)
    
    def add_rear(self, item):
        """往队列尾部添加一个元素"""
        self.__list.append(item)  # 时间复杂度o(1)
    
    def pop_rear(self):
        """从队列尾部删除一个元素"""
        return self.__list.pop()  # 时间复杂度 o(1)
    
    def pop_front(self):
        """从队列头部删除一个元素"""
        return self.__list.pop(0)  # 时间复杂度 o(n)
    
    def is_empty(self):
        """判断是否为空"""
        return self.__list == []
    
    def size(self):
        """返回队列大小"""
        return len(self.__list)