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引言
前一篇內容我們介紹了陣列和向量，雖然說向量是陣列的一個升級版，但是在另一個維度上，他們都屬於線性結構。
那麼什麼是線性結構呢？
線性結構是一個有序資料元素的集合。常用的線性結構有：線性表，棧，佇列，雙佇列，陣列，串。
線性結構是最常用的資料結構，它最大的特點是資料元素之間存在一對一的線性關係。
線性結構擁有兩種不同的儲存結構，即順序儲存結構和鏈式儲存結構。
順序儲存的線性表稱為順序表，順序表中的儲存元素是連續的。
鏈式儲存的線性表稱為連結串列，連結串列中的儲存元素不一定是連續的，元素節點中存放資料元素以及相鄰元素的地址資訊。
線性結構中存在兩種操作受限的使用場景，就是我們本文要介紹的棧和佇列。
至於為什麼說棧和佇列是受限的線型結構，我們下面細聊。
棧
棧是一種比較奇葩的資料結構，棧的結構是支援物件的插入和刪除操作，但是，棧操作的範圍僅限於棧的某一特定端，就是下面這樣的。
棧遵循先進後出（ last-in-first-out， LIFO ）的規律，這是重點。
棧一般使用兩種方式來實現：
- 順序表：採用順序儲存結構可以模擬棧儲存資料的特點，從而實現棧儲存結構。
- 連結串列：採用鏈式儲存結構實現棧結構。
注意，這兩種實現方式的區別，僅限於資料元素在實際物理空間上存放的相對位置，順序棧底層採用的是陣列，鏈棧底層採用的是連結串列。
棧結構我們還是會經常用到，一個非常經典的場景就是在瀏覽器的後退功能中。
例如我們每次開啟一個頁面，瀏覽器都會把這個頁面放入棧中，當我們點選後退按鈕的時候，在從棧中將這個頁面取出來。
順序棧
順序棧，是用順序表實現棧儲存結構。
棧儲存結構運算元據元素必須遵守 「先進後出 LIFO 」 的原則。
順序表的底層是使用陣列來實現的，簡單理解可以直接理解成陣列。
只是棧結構對資料的存取過程有特殊的限制，而陣列是沒有的。
鏈棧
鏈棧，是用連結串列實現棧儲存結構。
連結串列這個結構在前面沒聊過，簡單畫個圖大家理解下：
連結串列的結構相比較陣列而言就稍微有些複雜了，連結串列的每個節點由兩部分組成，一個是存放資料的，叫資料域，另一個是存放指標的，叫指標域。
陣列在記憶體中是連續的，所以我們可以輕鬆的知道陣列的每一個元素的位置，而連結串列在記憶體中是分散的，我們需要一個指標來指明下一個元素在哪裡。
這裡介紹的其實是最簡單的一種連結串列，叫單連結串列，顧名思義，除了單連結串列之外還有雙連結串列，這個我們有機會後面再聊。
那麼鏈棧是將連結串列的頭部作為棧頂，尾部作為棧底。
將連結串列頭部作為棧頂的一端，可以避免在實現資料 「入棧」 和 「出棧」 操作時做大量遍歷連結串列的耗時操作。
連結串列的頭部作為棧頂，意味著：
- 在實現資料"入棧"操作時，需要將資料從連結串列的頭部插入。
- 在實現資料"出棧"操作時，需要刪除連結串列頭部的首元節點。
因此，鏈棧實際上就是一個只能採用頭插法插入或刪除資料的連結串列。
Python 實現棧
在 Python 中，棧並不是一個基礎資料結構，不過我們可以通過程式碼來簡單的實現它。
因為棧是可以通過兩種方式來實現，一種是順序表，另一種是連結串列：
首先是最簡單的通過順序表來實現棧，這裡使用的是 Python 中的 list 列表：
class Stack(object):
def __init__(self):
'''
建立空列表實現棧
'''
self.__list = []
def is_empty(self):
'''
判斷是否為空
:return:
'''
return self.__list == []
def push(self,item):
'''
壓棧，新增元素
:param item:
:return:
'''
self.__list.append(item)
def pop(self):
'''
彈出棧，將元素取出
:return:
'''
if self.is_empty():
return
else:
return self.__list.pop()
如果不想使用順序表來實現，還可以使用連結串列，這裡使用的是單連結串列，連結串列的結構需要先提前定義：
class Node(object):
'''
節點實現
'''
def __init__(self,elem):
self.elem = elem
self.next = None
class Stack(object):
def __init__(self):
'''
初始化連結串列頭
'''
self.__head = None
def is_empty(self):
return self.__head is None
def push(self, item):
'''
壓棧
:param item:
:return:
'''
node = Node(item)
node.next = self.__head
self.__head = node
def pop(self):
'''
彈出棧
:return:
'''
if self.is_empty():
return
else:
p = self.__head
self.__head = p.next
return p.elem
在連結串列的實現中，我這裡先定義了連結串列的資料結構，然後才定義了棧。
上面兩段程式碼都非常簡單，只實現了最簡單的兩個功能，入棧和出棧，感興趣的同學可以自己動手實現下。
佇列
與棧一樣，佇列（ queue） 也是存放資料物件的一種容器，其中的資料物件也按線性的邏輯次序排列。
佇列和棧不一樣的地方在於棧是先進後出，而佇列是先進先出（ first-in-first-out, FIFO ）。
同棧一樣的是佇列也有兩種實現方式：
- 順序佇列：在順序表的基礎上實現的佇列結構。
- 鏈佇列：在連結串列的基礎上實現的佇列結構。
Python 中的 Queue
在 Python 的標準庫中，Python 為我們提供了執行緒安全的佇列 Queue （總算不用我再自己寫個佇列了），使用方法異常簡單：
先進先出佇列 （FIFO） ：
import queue
q1 = queue.Queue(maxsize=5)
for i in range(5):
q1.put(i)
while not q1.empty():
print('q1:',q1.get())
# 結果輸出
q1: 0
q1: 1
q1: 2
q1: 3
q1: 4
Queue 這個標準庫中，還為我們提供了 LIFO 佇列，即先進後出佇列，和我們前面介紹的棧非常類似，翻了下原始碼，看到是使用 list 實現的，和我們上面的實現基本一致，使用方式如下：
import queue
q2 = queue.LifoQueue(maxsize=5)
for i in range(5):
q2.put(i)
while not q2.empty():
print('q2:',q2.get())
# 結果輸出
q2: 4
q2: 3
q2: 2
q2: 1
q2: 0
本篇內容就這樣了，涉及到的程式碼肯定會上傳程式碼倉庫，有興趣的同學可以去翻翻看。