算法导论程序20--栈和队列（Python）

栈（stack）：后进先出（last-in,first-out,LIFO）被删除的是最近插入的元素。

队列（queue）：先进先出（first-in,first-out,FIFO）被删除的总是在集合中存在时间最长的那个元素。

栈：

INSERT（PUSH）：压入

DELETE（POP）：弹出

S[0...n-1]来实现一个最多可容纳n个元素的栈。该数组有一个属性S.top，指向最新插入的元素。栈中包含的元素为S[0....top]，其中，S[0]是栈底元素，而S[top]是栈顶元素。

当S.top=-1时，栈中不包含任何元素，即栈是空的。要测试一个栈是否为空可以用查询操作STACK-EMPTY。如果试图对一个空栈执行弹出操作，则称栈下溢（underflow），这通常是一个错误。如果S.top超过了n-1，则称栈上溢（overflow）。

class Stack:
def __init__(self,S=[],top=-1):
self.top=top
self.S=S
def stack_empty(self):
if self.top==-1:
return True
else:
return False
def push(self,x):
self.top+=1
S.append(x)
def pop(self):
if self.stack_empty():
print("underflow")
else:
self.top-=1
return S.pop()运行：
>>> S=[13,4,5,6,5,6]
>>> top=5
>>> ss=Stack(S,top)
>>> ss.pop()
6
>>> ss.pop()
5
>>> ss.S
[13, 4, 5, 6]
>>> ss.top
3

队列：
入队（ENQUEUE）：INSERT操作

出队（DEQUEUE）：DELETE操作

用数组Q[0...n-1]表示一个最多容纳n-1个元素的队列的一种方式。

Q.head指向表头

Q.tail指向下一个新元素将要插入的位置

初始时，Q.head=Q.tail=0。如果想要从中删除元素，则发生队列下溢。

当Q.head=Q.tail，队列为空。

当Q.head=Q.tail+1时，队列满。

此时，若试图插入元素，则队列发生上溢。

class Queue:
def __init__(self,Q,head,tail,n):
self.Q=Q
self.head=head
self.tail=tail
self.n=n
def enqueue(self,x):
if self.head==self.tail+1 or (self.head==0 and self.tail == n-1):
return "overflow"
Q[self.tail]=x
if self.tail == len(Q)-1:
self.tail=0
else:
self.tail+=1
def dequeue(self):
if self.head==self.tail:
return "underflow"
x=Q[self.head]
Q[self.head]=0
if self.head==len(Q)-1:
self.head=0
else:
self.head+=1
return x运行：
>>> Q=[15,7,8,9,10]
>>> head=0
>>> tail=4
>>> n=5
>>> q=Queue(Q,head,tail,n)
>>> q.enqueue(11)
'overflow'
>>> q.dequeue()
15
>>> q.Q
[0, 7, 8, 9, 10]
>>> q.head
1
>>> q.tail
4
>>> q.dequeue()
7

队列最多存放n-1个队列元素。