無論是任何程式設計師，不論是演算法，還是其他，都需要掌握一定的資料結構。本文以最優雅的方式，基於Python，完成演算法，不要問，背下來就好。程式碼量更少，更好背。
第2篇 棧與佇列：括號匹配(棧)、二進位制轉換(棧)、燙手的山芋(佇列)、迴文(雙端佇列)、反轉連結串列(連結串列)；
1. 括號匹配
括號匹配，判斷字串中括號是否匹配。當為左括號時入棧，為右括號時出棧，最後，判斷棧是否為空，為空則括號匹配，否則不匹配。Python的list就可以實現棧的功能。演算法共14行。
def par_checker(symbol_str):
"""
括號匹配，list包含棧的功能
append是新增，pop是刪除
https://docs.python.org/2/tutorial/datastructures.html
14行
:param symbol_str: 符號字串
:return: 是否
"""
s = list() # python的list可以實現stack功能
idx = 0
while idx < len(symbol_str):
symbol = symbol_str[idx]
if symbol == '(':
s.append(symbol)
elif symbol == ')':
s.pop()
idx += 1
if not s:
return True
else:
return False
def test_of_par_checker():
print(par_checker('(())'))
print(par_checker('((()'))
print(par_checker('(a)()((()))'))
if __name__ == '__main__':
test_of_par_checker()
複製程式碼2. 二進位制轉換
將二進位制數除以base，輸入佇列中，再倒序輸出，恰好是棧的功能。將數字新增至字串中，即可。演算法共11行。
def base_converter(num, base):
"""
將二進位制轉換為其他進位制
:param num: 數字
:param base: 基數
:return: 數字的字串
"""
digs = '0123456789ABCDEF' # 支援16位
base_stack = list()
while num > 0:
rem = num % base
base_stack.append(rem)
num //= base # 遞減一直到0
res_str = '' # 轉換為str
while base_stack:
res_str += digs[base_stack.pop()]
return res_str
if __name__ == '__main__':
print(base_converter(25, 2))
print(base_converter(25, 16))
複製程式碼3. 燙手的山芋
點名，點到誰，誰出圈，迴圈使用佇列，最後一個出隊。演算法共10行。
from queue import Queue
def hot_potato(name_list, num):
"""
燙手的山芋，迴圈去除
:param name_list: 名字列表
:param num: 迴圈數
:return: 最後剩下的人
"""
q = Queue()
for name in name_list:
q.put(name)
while q.qsize() > 1:
for i in range(num - 1): # 每次都死一個迴圈，最後一個死亡
live = q.get()
q.put(live)
dead = q.get() # 輸出死亡
print('Dead: {}'.format(dead))
return q.get()
def test_of_hot_potato():
name_list = ['Bill', 'David', 'Susan', 'Jane', 'Kent', 'Brad']
num = 3
print(hot_potato(name_list, num))
if __name__ == '__main__':
test_of_hot_potato()
複製程式碼4. 迴文
雙端佇列，隊首和隊尾的輸出是否相等。演算法共12行。
from collections import deque
def pal_checker(a_str):
"""
迴文，雙端佇列
:param a_str: 輸入字串
:return: 是否迴文
"""
q_char = deque()
for ch in a_str:
q_char.append(ch)
equal = True
# while的終止條件長度或者Bool
while len(q_char) > 1:
first = q_char.pop()
last = q_char.popleft()
if first != last:
equal = False
break
return equal
def test_of_pal_checker():
print(pal_checker('lsdkjfskf'))
print(pal_checker('radar'))
if __name__ == '__main__':
test_of_pal_checker()
複製程式碼5. 連結串列反轉
連結串列反轉，prev_node保留頭結點，臨時變數next_node，保留當前結點之後的結點。演算法共8行。
class Node:
def __init__(self, data=None):
self.data = data
self.next_node = None
def reverse_list(node_head):
"""
連結串列逆序，交換連結串列
:param node_head: 連結串列頭
:return: 新的連結串列的頭結點
"""
prev_node = None
while node_head:
next_node = node_head.next_node
node_head.next_node = prev_node
prev_node = node_head
node_head = next_node
return prev_node
def init_list():
n1 = Node(1)
n2 = Node(2)
n3 = Node(3)
n4 = Node(4)
n5 = Node(5)
n1.next_node = n2
n2.next_node = n3
n3.next_node = n4
n4.next_node = n5
return n1
def show_list(node_head):
head = node_head
while head:
print(head.data, end=' ')
head = head.next_node
def test_of_reverse_list():
head_node = init_list()
show_list(head_node)
print()
head_node = reverse_list(head_node)
show_list(head_node)
if __name__ == '__main__':
test_of_reverse_list()
複製程式碼OK, that's all! Enjoy it!