Python数据结构——栈、队列的实现(一)
1. 栈
栈(Stack)是限制插入和删除操作只能在一个位置进行的表，该位置是表的末端，称为栈的顶(top)。栈的基本操作有PUSH(入栈)和POP(出栈)。栈又被称为LIFO(后入先出)表。
1.1 栈的实现
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class
Stack(object): def
__init__(self): self.stack=[] def
isEmpty(self): return
self.stack==[] def
push(self,item): self.stack.append(item) def
pop(self): if
self.isEmpty(): raise
IndexError,‘pop from empty stack‘ return
self.stack.pop() def
peek(self): return
self.stack[-1] def
size(self): return
len(self.stack) |
1.2 栈应用
1.2.1 检查程序中成对的符号
程序的语法错误经常是由缺少一个符号造成的。可用栈来检查符号是否成对。做一个空栈，如果字符是开放符号(‘({[‘)则将其push栈中。如果符号是个闭合符号(‘)]}‘),则当栈空时报错，对应‘()}‘的错误。否则，将栈pop，如果弹出的符号不是对应的开放符号，则报错，对应‘(}‘的错误。文件末尾，如果栈为空，则报错，对应‘({}‘的错误。
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def match(i,j): opens=‘([{‘ closes=‘)]}‘ return
opens.index(i)==closes.index(j)def syntaxChecker(string): stack=Stack() balanced=True for
i in
string: if
i in
‘([{‘: stack.push(i) elif
i in
‘)]}‘: if
stack.isEmpty(): balanced=False break else: j=stack.pop() if
not match(j,i): balanced=False break if
not stack.isEmpty(): balanced=False return
balanced |
1.2.2 进制转换
十进制转换二进制：把十进制转成二进制一直分解至商数为0。从最底左边数字开始读，之后读右边的数字，从下读到上。
来自《Problem Solving with Algorithms and Data Structures》的图片：
代码：
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def decimal_to_bin(dec): stack=Stack() cur=dec while
cur>0: a=cur%2 cur=cur/2 stack.push(a) binstr=‘‘ while
not stack.isEmpty(): binstr+=str(stack.pop()) return
binstr |
1.2.3 后缀记法
后缀记法(postfix)，使用一个栈，见到一个数时入栈，遇到一个运算符时就作用于从栈弹出的两个元素，将结果弹入栈中。
(7+8)/(3+2)可以写作7 8 + 3 2 + /
来自《Problem Solving with Algorithms and Data Structures》的图片：
中缀到后缀的转换：当读到一个操作数的时候，放到输出中。读到操作符(+,-,*,/)时，如果栈为空，则压入栈中，否则弹出栈元素放到输出中直到发现优先级更低的元素为止。读到‘(‘,压入栈中，读到‘)‘,弹出栈元素并发到输出中直到发现‘(‘为止。在末尾，将栈元素弹出直到该栈变成空栈。
来自《Problem Solving with Algorithms and Data Structures》的图片：
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def infixtoPostfix(infix): a={} a[‘*‘]=3 a[‘/‘]=3 a[‘+‘]=2 a[‘-‘]=2 a[‘(‘]=1 stack=Stack() post=‘‘ for
i in
infix: if
i not
in a and
i!=‘)‘: post+=i elif
i==‘(‘: stack.push(i) elif
i==‘)‘: top=stack.pop() while
top!=‘(‘: post+=top top=stack.pop() else: while
not stack.isEmpty() and
a[i]<=a[stack.peek()]: post+=stack.pop() stack.push(i) while
not stack.isEmpty(): post+=stack.pop() return
post def
postfixExp(postfix): stack=Stack() postlist=postfix.split() for
i in
postlist: if
i not
in ‘+-*/‘: stack.push(i) else: a=stack.pop() b=stack.pop() result=math(i,b,a) stack.push(result) return
stack.pop()def
math(x,y,z): if
x==‘+‘: return
float(y)+float(z) if
x==‘-‘: return
float(y)-float(z) if
x==‘*‘: return
float(y)*float(z) if
x==‘/‘: return
float(y)/float(z) |
2 队列
队列(queue)也是表，使用队列时插入和删除在不同的端进行。队列的基本操作是Enqueue(入队)，在表的末端(rear)插入一个元素，还有出列(Dequeue)，删除表开头的元素。
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class
Queue(object): def
__init__(self): self.queue=[] def
isEmpty(self): return
self.queue==[] def
enqueue(self,x): self.queue.append(x) def
dequeue(self): a=self.queue[0] self.queue.remove(a) return
a def
size(self): return
len(self.queue) |
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