棧是一種特殊的列表,棧內的元素只能通過列表的一端訪問,這一端稱為棧頂。咖啡廳內的一摞盤子是現實世界中常見的棧的例子。只能從最上面取盤子,盤子洗淨後,也只能摞在這一摞盤子的最上面。棧被稱為一種後入先出(LIFO,last-in-first-out)的資料結構。
由於棧具有後入先出的特點,所以任何不在棧頂的元素都無法訪問。為了得到棧底的元素,必須先拿掉上面的元素。
對棧的兩種主要操作是將一個元素壓入棧和將一個元素彈出棧。入棧使用push()方法,出棧使用pop()方法。下圖演示了入棧和出棧的過程。
另一個常用的操作是預覽棧頂的元素。pop()方法雖然可以訪問棧頂的元素,但是呼叫該方法後,棧頂元素也從棧中被永久性地刪除了。peek()方法則只返回棧頂元素,而不刪除它。
為了記錄棧頂元素的位置,同時也為了標記哪裡可以加入新元素,我們使用變數top,當向棧內壓入元素時,該變數增大;從棧內彈出元素時,該變數減小。
push()、pop()和peek()是棧的3個主要方法,但是棧還有其他方法和屬性。
stack通常的操作:
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Stack() 建立一個空的棧物件 push() 把一個元素新增到棧的最頂層 pop() 刪除棧最頂層的元素,並返回這個元素 peek() 返回最頂層的元素,並不刪除它 isEmpty() 判斷棧是否為空 size() 返回棧中元素的個數 |
簡單案例以及操作結果:
Stack Operation | Stack Contents | Return Value |
---|---|---|
s.isEmpty() | [] | True |
s.push(4) | [4] | |
s.push(‘dog’) | [4,’dog’] | |
s.peek() | [4,’dog’] | ‘dog’ |
s.push(True) | [4,’dog’,True] | |
s.size() | [4,’dog’,True] | 3 |
s.isEmpty() | [4,’dog’,True] | False |
s.push(8.4) | [4,’dog’,True,8.4] | |
s.pop() | [4,’dog’,True] | 8.4 |
s.pop() | [4,’dog’] | True |
s.size() | [4,’dog’] | 2 |
這裡使用python的list物件模擬棧的實現:
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class Stack: """模擬棧""" def __init__(self): self.items = [] def isEmpty(self): return len(self.items)==0 def push(self, item): self.items.append(item) def pop(self): return self.items.pop() def peek(self): if not self.isEmpty(): return self.items[len(self.items)-1] def size(self): return len(self.items) |
建立一個棧物件,並加入操作方法:
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s=Stack() print(s.isEmpty()) s.push(4) s.push('dog') print(s.peek()) s.push(True) print(s.size()) print(s.isEmpty()) s.push(8.4) print(s.pop()) print(s.pop()) print(s.size()) |