链表或者顺序表的使用场景:
当数据需要后进先出,来构建栈或者先进先出,构建队列时
栈或者队列之内的数据可以以顺序表或者链表的方式进行存储 python内置的数据结构中:
列表,字符串,元组都是线性结构,因为其是有序的,可以使用索引获取
字典和set是非线性结构,都可通过for in 结构进行遍历,字典中的value可通过key拿到,set只能通过遍历查看
set中的元素会去重,可以将其理解为不重复,无序不可索引取值的列表
元组不可变,可作为set中的元素,set中的元素必须可hash,即地址不可变,例如str,int,float,tuple, bytes,布尔类型等 ,不能是列表,字典和set python中内置的数据结构只有上面集中,如果需要用到链表,堆栈,队列,树和图,都需要自己自定义实现方式
栈
栈是一种容器,可存储数据元素,访问元素,删除元素 它的特点在于只能允许在容器中的一端(即栈顶)进行加入数据和输出数据的运算 没有了位置概念,保证任何时候可以访问,删除元素都是此前最后存储的那个元素, 确定了一种默认访问的顺序 由于栈数据和结构只允许一端进行操作,因此按照后进先出的原理进行操作
栈的操作
栈可以用顺序表来实现,也可以用链表来实现 栈的操作有:
为了方便,可以使用顺序表——列表(list)来实现 代码实现方式:
class StackData ( ) :
''' 栈,使用顺序表时,压栈和出栈使用尾部,
原因是时间复杂度比较小
如果使用链表的方式,压栈和出栈使用头部,
这样时间复杂度比较小,只需要改指针即可'''
def __init__ ( self) :
self. __list = [ ]
def push ( self, item) :
'''
压栈,从列表的尾部添加,也从列表的尾部去取值
:param item:存储栈内的数据
'''
self. __list. append( item)
def pop ( self) :
'''
出栈,从列表的尾部弹出元素
'''
d_data= self. __list. pop( )
return d_data
def peek ( self) :
'''
确认栈顶元素,不出栈,返回列表最后一个元素
:return:返回列表最顶端的元素
'''
if self. __list:
return self. __list[ - 1 ]
else :
return None
def is_empty ( self) :
'''
确认栈是否为空,计算列比啊长素是否为0
:return:
'''
return self. __list== [ ]
def size ( self) :
'''
确认栈内元素的个数,直接计算列表长度
:return:列表的长度
'''
return len ( self. __list)
if __name__ == '__main__' :
s= StackData( )
print ( "是否为空" , s. is_empty( ) )
print ( "长度" , s. size( ) )
s. push( 15 )
s. push( 100 )
s. push( "haha" )
s. push( 0 )
print ( "长度" , s. size( ) )
print ( "最后一个元素" , s. peek( ) )
print ( "弹出第1个元素" , s. pop( ) )
print ( "长度" , s. size( ) )
print ( "弹出第2个元素" , s. pop( ) )
print ( "弹出第3个元素" , s. pop( ) )
print ( "弹出第4个元素" , s. pop( ) )
** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** run_redult** ** ** ** ** ** ** *
是否为空 True
长度 0
长度 4
最后一个元素 0
弹出第1 个元素 0
长度 3
弹出第2 个元素 haha
弹出第3 个元素 100
弹出第4 个元素 15
队列
单端队列
队列是只允许在一端进行插入操作,而在另一段进行删除操作的线性表 队列是一种先进先出的线性表,允许插入的一端是队尾,允许删除的一端是队头 队列不允许在中间部位进行操作,删除总从队头开始,插入从队尾开始,就像排队一样
操作
class QueueData ( ) :
def __init__ ( self) :
''' 构造函数,添加元素如果尾部添加,就头部出(使用顺序表),出n入1
如果头部添加就尾部入(使用链表)出1入n,使用哪种方式,确认入队多还是出队多'''
self. __list = [ ]
def enqueue ( self, item) :
''' 添加元素'''
self. __list. append( item)
def dequeue ( self) :
''' 删除元素,0 代表index,即头部元素'''
return self. __list. pop( 0 )
def is_empty ( self) :
''' 判断是否为空,如果self.__list=[],
return为false,加上not取反,return的为True'''
return not self. __list
def size ( self) :
''' 获取队列长度'''
return len ( self. __list)
if __name__ == '__main__' :
q = QueueData( )
print ( "是否为空" , q. is_empty( ) )
print ( "len" , q. size( ) )
q. enqueue( 11 )
q. enqueue( 100 )
q. enqueue( "dhudf" )
print ( "是否为空" , q. is_empty( ) )
print ( "len:" , q. size( ) )
print ( "出队第1个元素" , q. dequeue( ) )
print ( "出队第2个元素" , q. dequeue( ) )
print ( "出队第3个元素" , q. dequeue( ) )
** ** ** ** ** ** ** ** * run_result** ** ** ** ** ** *
是否为空 True
len : 0
是否为空 False
len : 3
出队第1 个元素 11
出队第2 个元素 100
出队第3 个元素 dhudf
双端队列
双端队列,是一种具有队列和栈性质的数据结构 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两端进行 双端队列可以在队列任意一端入队和出队
操作
创建一个空的两端列表 从头部添加一个元素 从头部删除一个元素 从尾部添加一个元素 从尾部删除一个元素 确认双端队列是否为空 确认队列中元素的个数 代码实现方式如下:
class QueueData ( ) :
def __init__ ( self) :
''' 构造函数'''
self. __list = [ ]
def add_front ( self, item) :
''' 添加元素,头部插入'''
self. __list. insert( 0 , item)
def add_rear ( self, item) :
''' 添加元素,尾部追加'''
self. __list. append( item)
def del_front ( self) :
''' 删除元素,0 代表index,即头部元素'''
return self. __list. pop( 0 )
def del_reart ( self) :
''' 删除元素,在尾部删除'''
return self. __list. pop( )
def is_empty ( self) :
''' 判断是否为空,如果self.__list=[],
return为false,加上not取反,return的为True'''
return not self. __list
def size ( self) :
''' 获取队列长度'''
return len ( self. __list)
if __name__ == '__main__' :
q = QueueData( )
print ( "是否为空" , q. is_empty( ) )
print ( "len" , q. size( ) )
q. add_front( 11 )
q. add_rear( 100 )
q. add_front( "dhudf" )
print ( "是否为空" , q. is_empty( ) )
print ( "len" , q. size( ) )
print ( "出队第1个元素" , q. del_front( ) )
print ( "出队第1个元素" , q. del_reart( ) )