python stack 操作

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mob64ca12e2ba6f 2024-09-15 04:05:53 ©著作权

文章标签 Stack python Python 文章分类 Python 后端开发

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Python Stack 操作指南

在计算机科学中，栈（Stack）是一种数据结构，遵循后进先出（LIFO）的原则。本文将为你详细介绍如何在 Python 中实现栈操作，并为你提供完整的代码示例。

操作流程

首先，让我们简单概述实现栈操作的基本流程。我们将创建一个类 Stack，并在这个类中实现一些常用的方法。以下是我们将要进行的步骤：

步骤	操作	说明
1	创建类	创建一个 `Stack` 类来存储和管理栈数据
2	初始化	定义初始化方法，创建一个空列表用于存储栈元素
3	压栈	实现 `push` 方法，将元素添加到栈顶
4	弹栈	实现 `pop` 方法，从栈顶移除元素
5	查看栈顶	实现 `peek` 方法，返回栈顶元素
6	检查栈是否为空	实现 `is_empty` 方法，判断栈是否为空
7	查看栈大小	实现 `size` 方法，返回栈中元素的数量

详细实现步骤

下面我们逐步实现上述操作。

1. 创建类

首先，我们创建一个名为 Stack 的类。

class Stack:
    """栈类实现"""

2. 初始化方法

我们需要一个初始化方法来定义栈的结构：

    def __init__(self):
        """初始化空栈"""
        self.items = []  # 使用一个列表来存储栈的数据

3. 压栈操作

实现一个 push 方法，用于将元素添加到栈顶。

    def push(self, item):
        """将元素压入栈顶"""
        self.items.append(item)

4. 弹栈操作

实现一个 pop 方法，从栈顶移除元素。

    def pop(self):
        """从栈顶弹出元素"""
        if not self.is_empty():
            return self.items.pop()  # 移除并返回栈顶元素
        else:
            raise IndexError("无法从空栈弹出元素")

5. 查看栈顶元素

实现一个 peek 方法，返回栈顶元素但不移除它。

    def peek(self):
        """查看栈顶元素"""
        if not self.is_empty():
            return self.items[-1]  # 返回栈顶元素但不删除
        else:
            raise IndexError("栈为空，没有栈顶元素")

6. 检查栈是否为空

实现一个 is_empty 方法，判断栈是否为空。

    def is_empty(self):
        """检查栈是否为空"""
        return len(self.items) == 0  # 如果列表长度为0，则栈为空

7. 查看栈大小

实现一个 size 方法，返回栈中元素的数量。

    def size(self):
        """返回栈中元素的数量"""
        return len(self.items)  # 返回列表的长度

完整代码

将所有部分组合在一起，最终的 Stack 类如下所示：

class Stack:
    """栈类实现"""

    def __init__(self):
        """初始化空栈"""
        self.items = []  # 使用一个列表来存储栈的数据

    def push(self, item):
        """将元素压入栈顶"""
        self.items.append(item)

    def pop(self):
        """从栈顶弹出元素"""
        if not self.is_empty():
            return self.items.pop()  # 移除并返回栈顶元素
        else:
            raise IndexError("无法从空栈弹出元素")

    def peek(self):
        """查看栈顶元素"""
        if not self.is_empty():
            return self.items[-1]  # 返回栈顶元素但不删除
        else:
            raise IndexError("栈为空，没有栈顶元素")

    def is_empty(self):
        """检查栈是否为空"""
        return len(self.items) == 0  # 如果列表长度为0，则栈为空

    def size(self):
        """返回栈中元素的数量"""
        return len(self.items)  # 返回列表的长度

类图

使用 Mermaid 格式来呈现 Stack 类的结构：

classDiagram
    class Stack {
        - list items
        + void push(item)
        + item pop()
        + item peek()
        + bool is_empty()
        + int size()
    }