栈
栈（stack），又叫做堆栈，是一种容器，可存入数据元素、访问元素、删除元素，它的特点在于只能允许在容器的一端（称为栈顶指标，top）进行加入数据（push）和输出数据（pop）的运算。没有了位置概念，保证任何时候可以访问、删除的元素都是此前最后存入的元素，确定了一种默认的访问顺序。
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）的原理运行。
栈结构实现
线性表中的任何数据结构都可以实现栈。之前学的链表和顺序表都是线性表。
这里我们可以发现，顺序表和链表描述的是数据怎么存放，栈描述的是数据的操作。
栈的操作
• stack()创建一个新的空栈
• push(item)添加一个新的元素item到栈顶
• pop()弹出栈顶元素
• peek()返回栈顶元素
• is_empty()判断栈是否为空
• size()返回栈的元素个数栈操作的具体实现
栈的属性也需要先初始化，选择一种容器（这里以列表为例）。首先，栈的内容容器是需要私有化的，因为我们不希望外部直接操作栈容器。随意选择从列表头部或者尾部添加元素。但是选中后，取元素也要在对应的端去取。
从时间复杂度来看，若采用顺序表来存储数据，则从头部添加元素时间复杂度是O(n)，从尾部添加元素的时间复杂度是O(1)。因为从顺序表头部插入元素，涉及数据的搬迁，所以我们选择从尾部插入元素。若采用单链表来存储数据，则头插的时间复杂度为O(1)，尾插时间复杂度为O(n)，因为尾插需要遍历链表，所以选择头插法去进行存取。
因此说，实现栈的容器不同，为了时间复杂度最低，最终操作容器的数据端也是不同的。
class Stack(object):
"""栈"""
def __init__(self):
self.__list=[]#定义私有属性，用列表作为栈的容器
def push(self,item):
"""添加一个新的元素item到栈顶"""
self.__list.append(item)
def pop(self):
"""弹出栈顶元素"""
return self.__list.pop()
def peek(self):
"""返回栈顶元素"""
if self.__list:#空列表不支持-1操作，因此还需要对列表进行判断，如果列表存在且不为空才进行-1操作
return self.__list[-1]
else:
return None
def is_empty(self):
"""判断栈是否为空"""
return self.__list==[]#为空的话就会返回True
def size(self):
"""返回栈中元素个数"""
return len(self.__list)
#self.__list为空时，逻辑值是假。not self.__list返回真，在判空的函数中，返回真。因此return not self.__list也可以是实现判空python基础知识中，空字符串、0、空字典、空元组、空列表都为假，逻辑判断可以直接判断
调用class类及其方法，首先要创建一个新的栈对象
if __name__=="__main__":
s=Stack()
s.push(1)
s.push(2)
s.push(3)
s.push(4)
print(s.pop())
print(s.pop())
print(s.pop())
print(s.pop())运行结果：
由此也证明了栈先进后出的特点。
队列
队列（queue）是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。
队列是一种先进先出（first in first out）的线性表，简称FIFO。允许插入的一端为队尾，允许删除的一端为队头。队列不允许在中间部位进行操作。假设队列是q=（a1,a2,…an），那么a1就是队头元素，而an就是队尾元素。这样我们就可以删除时，总是从a1开始，而插入时，总是在队列最后。这样也比较符合我们通常生活中的习惯，排在第一个的优先出列，最后来的排在队伍的最后。
队列的实现
队列同栈一样，队列也可以用顺序表或者链表来实现。
具体操作
• Queue()创建一个空的队列
• enqueue(item)往队列中添加一个item元素
• dequeue()从队列头部删除一个元素
• is_empty()判断一个队列是否为空
• size()返回队列的大小同样以顺序表为例，构造函数首先要声明一个空的列表来存队列数据。
def __init__(self):
self.__list=[]在队列中添加元素，从头部和尾部添加数据的时间复杂度（头部添加，尾部弹出；尾部添加，头部弹出），不管选择哪一种出入队方式，时间复杂度都是一样的。那么如何徐那种合理的出入队方式，就要根据最常用的操作是出队还是入队来判断。如果出队频率大很多，那么就要减少出队的时间复杂度，选择尾部出队。否则，相反。
class Queue(object):
"""队列"""
def __init__(self):
self.__list=[]
def enqueue(self,item):
"""往队列中添加一个item元素"""
self.__list.append(item)#列表尾部插入元素
self.__list.insert(0,item)#列表中指定在头部插入元素
def dequeue(self):
"""从队列头部删除一个元素"""
return self.__list.pop(0)#列表头部删除元素
return self.__list.pop()#列表尾部删除元素
def is_empty(self):
"""判断队列是否为空"""
return self.__list==[]
def size(self):
"""返回队列大小"""
return len(self.__list)
if __name__=="__main__":
q=Queue()
q.enqueue(1)
q.enqueue(2)
q.enqueue(3)
q.enqueue(4)
print(q.dequeue())
print(q.dequeue())
print(q.dequeue())
print(q.dequeue())运行结果：
证明了队列FIFO的I/O特点。
双端队列
双端队列（deque，全称double-ended queue），是一种觉有队列和栈的性质的数据结构。
双端队列中的元素可以从两端弹出，其限定插入和删除操作在表的两端进行。双端队列可以在队列任意一端入队和出队。
操作
• Deque()创建一个空的双端队列
• add_front(item)从队头加入一个item元素
• add_rear(item)从队尾加入一个item元素
• remove_front()从队头删除一个元素
• remove_rear()从队尾删除一个item元素
• is_empty()判断双端队列是否为空
• size()返回队列的大小双端队列如果只考虑一端的进出，那就是栈的特性。
class Deque(object):
"""双端队列"""
def __init__(self):
self.__list=[]
def add_front(self,item):
"""从队头加入item元素"""
self.__list.insert(0,item)
def add_rear(self,item):
"""从队尾加入item元素"""
self.__list.append(item)
def remove_front(self):
"""从队头删除元素"""
return self.__list.pop(0)
def remove_rear(self):
"""从队尾删除元素"""
return self.__list.pop()
def is_emoty(self):
"""判断队列是否为空"""
return self.__list==[]
def size(self):
"""返回队列的大小"""
return len(self.__list)定义的方法都是通用的，但是在不同场景下，不同的调用方式，会出现不同的结果。
if __name__=="__main__":
dq=Deque()
print("stack")
dq.add_front(1)
dq.add_front(2)
dq.add_front(3)
dq.add_front(4)
print(dq.remove_front())
print(dq.remove_front())
print(dq.remove_front())
print(dq.remove_front())#头部插入，头部删除，这里相当于栈
print("queue")
dq.add_front(1)
dq.add_front(2)
dq.add_front(3)
dq.add_front(4)
print(dq.remove_rear())
print(dq.remove_rear())
print(dq.remove_rear())
print(dq.remove_rear())#头部插入，尾部删除，就相当于队列运行结果：
