python算法与数据结构-栈(43)

一、栈的介绍

　　栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作。它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。栈被使用于非常多的地方，例如浏览器中的后退按钮，文本编辑器中的撤销机制。

进栈的时候是1先进，然后是2、3、4、5、6，出栈的时候是先6出，然后是5、4、3、2、1

二、栈中常用的方法

作为一个栈（用stack来表示），最基本的方法有下面几个：

• stack.push(e): 将元素e添加到S的栈顶

• stack.pop(): 从栈S中移除并返回栈顶的元素，如果此时栈是空的，那么这个操作将会报错

• stack.top(): 不移除栈顶元素，但返回栈顶元素，如果此时栈是空的，那么这个操作将会报错

• stack.is_empty(): 如果栈为空，则返回True，否则返回False

• len(stack): 返回栈中元素的数量，使用len的特殊方法实现

• stack.travel()遍历栈里面的元素

三、栈的python代码实现

class Stack():
"""
以list为基础实现的栈
"""

def __init__(self):
self._data = []

def __len__(self):
return len(self._data)

def is_empty(self):
if len(self._data) == 0:
return True
else:
return False

def push(self, e):
self._data.append(e)

def pop(self):
if self.is_empty():
print("栈为空")
return
return self._data.pop()

def top(self):
if self.is_empty():
print("栈为空")
return
return self._data[-1]

def travel(self):
for i in range(0,len(self._data)):
print("%d"%self._data[i])

if __name__ == '__main__':
print("创建栈")
stack = Stack()
stack.pop()
print("验证是否为空:",end="")
empty = stack.is_empty()
if empty == True:
print("空栈")
else:
print("不是空")
print("进栈")
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)
stack.push(4)
stack.push(5)
stack.push(6)
print("遍历验证进栈")
stack.travel()
print("判断是否为空：",end=" ")
empty = stack.is_empty()
if empty == True:
print("空栈")
else:
print("不是空")
print("出栈:",end=" ")
pop = stack.pop()
print(pop)
stack.travel()
print("验证栈顶元素：",end=" ")
top =  stack.top()
print(top)

运行结果为：

创建栈 栈为空 验证是否为空:空栈 进栈 遍历验证进栈 1 2 3 4 5 6 判断是否为空： 不是空 出栈: 6 1 2 3 4 5 验证栈顶元素： 5

四、栈的C语言代码实现

//  main.m
//  栈
//  Created by 侯垒 on 2019/7/3.
//  Copyright © 2019 可爱的侯老师. All rights reserved.

# include<stdio.h>

typedef struct N
{
int num;
struct N *next;
}Node;

Node * createNode(int num)
{

Node *node = (Node *)malloc(sizeof(Node));
node->num = num;
node->next = NULL;
return node;
}

Node * createStack()
{
Node *head = NULL;
return head;
}

int is_empty(Node *head)
{
if (head == NULL)
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}

}

int length(Node *head)
{
Node *current = head;
if (is_empty(head))
{
return 0;
}
int count = 1;
while (current->next!=NULL)
{
count++;
current = current->next;
}
return count;
}

Node *push(Node *head, int num)
{
Node *node = createNode(num);
if (is_empty(head)==1)
{
head = node;
}
else
{
Node *current = head;
while (current->next!=NULL)
{
current = current->next;
}
current->next = node;
}
return head;
}

Node *pop(Node *head)
{
if (is_empty(head) == 1)
{
printf("站为空");
return head;
}
else
{
Node *current = head;
int len = length(head);
if (len == 1)
{
head = NULL;
}
else
{
for (int i=0; i<len-2;i++)
{
current = current->next;
}
current->next = NULL;
}

}
return head;
}

int top(Node *head)
{
if (is_empty(head))
{
printf("栈为空");
return -1;
}
return  head->num;
}

void travel(Node *head)
{
if (is_empty(head) == 1)
{
printf("站为空\n");
}
else
{
Node *current = head;
int len  = length(head);
for (int i = 0; i<len; i++)
{
printf("%d ",current->num);
current = current->next;
}
printf("\n");
}
}

int main(int argc, const char * argv[]) {

printf("创建栈\n");
Node *head = createStack();
printf("验证是否为空: ");
int empty = is_empty(head);
if (empty == 1)
{
printf("栈为空\n");
}
else
{
printf("栈不为空\n");

}
printf("验证进栈\n");
head = push(head, 1);
travel(head);
head = push(head, 2);
head = push(head, 3);
head = push(head, 4);
head = push(head, 5);
head = push(head, 6);
travel(head);
printf("验证栈顶元素\n");
int t = top(head);
printf("top = %d\n",t);

printf("验证出栈\n");
head = pop(head);
travel(head);
head = pop(head);
travel(head);
head = pop(head);
travel(head);
head = pop(head);
travel(head);
head = pop(head);
travel(head);
head = pop(head);
travel(head);

return 0;
}

运行结果为：

创建栈
验证是否为空: 栈为空
验证进栈
1
1 2 3 4 5 6
验证栈顶元素
top = 1
验证出栈
1 2 3 4 5
1 2 3 4
1 2 3
1 2
1
站为空