python算法與數據結構-棧(43)

1、棧的介紹

　　棧做爲一種數據結構，是一種只能在一端進行插入和刪除操做。它按照先進後出的原則存儲數據，先進入的數據被壓入棧底，最後的數據在棧頂，須要讀數據的時候從棧頂開始彈出數據（最後一個數據被第一個讀出來）。棧被使用於很是多的地方，例如瀏覽器中的後退按鈕，文本編輯器中的撤銷機制。

進棧的時候是1先進，而後是二、三、四、五、6，出棧的時候是先6出，而後是五、四、三、二、1

2、棧中經常使用的方法

做爲一個棧（用stack來表示），最基本的方法有下面幾個：

• stack.push(e): 將元素e添加到S的棧頂

• stack.pop(): 從棧S中移除並返回棧頂的元素，若是此時棧是空的，那麼這個操做將會報錯

• stack.top(): 不移除棧頂元素，但返回棧頂元素，若是此時棧是空的，那麼這個操做將會報錯

• stack.is_empty(): 若是棧爲空，則返回True，不然返回False

• len(stack): 返回棧中元素的數量，使用len的特殊方法實現

• stack.travel()遍歷棧裏面的元素

3、棧的python代碼實現

class Stack():
    """
    以list爲基礎實現的棧
    """

    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("棧爲空")
            return
        return self._data.pop()

    def top(self):
        if self.is_empty():
            print("棧爲空")
            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("建立棧")
    stack = Stack()
    stack.pop()
    print("驗證是否爲空:",end="")
    empty = stack.is_empty()
    if empty == True:
        print("空棧")
    else:
        print("不是空")
    print("進棧")
    stack.push(1)
    stack.push(2)
    stack.push(3)
    stack.push(4)
    stack.push(5)
    stack.push(6)
    print("遍歷驗證進棧")
    stack.travel()
    print("判斷是否爲空：",end=" ")
    empty = stack.is_empty()
    if empty == True:
        print("空棧")
    else:
        print("不是空")
    print("出棧:",end=" ")
    pop = stack.pop()
    print(pop)
    stack.travel()
    print("驗證棧頂元素：",end=" ")
    top =  stack.top()
    print(top)

運行結果爲：

建立棧 棧爲空 驗證是否爲空:空棧 進棧 遍歷驗證進棧 1 2 3 4 5 6 判斷是否爲空： 不是空 出棧: 6 1 2 3 4 5 驗證棧頂元素： 5

4、棧的C語言代碼實現

//  main.m
//  棧
//  Created by 侯壘 on 2019/7/3.
//  Copyright © 2019 可愛的侯老師. 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("站爲空");
        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("棧爲空");
        return -1;
    }
    return  head->num;
}

void travel(Node *head)
{
    if (is_empty(head) == 1)
    {
        printf("站爲空\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("建立棧\n");
    Node *head = createStack();
    printf("驗證是否爲空: ");
    int empty = is_empty(head);
    if (empty == 1)
    {
        printf("棧爲空\n");
    }
    else
    {
        printf("棧不爲空\n");
        
    }
    printf("驗證進棧\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("驗證棧頂元素\n");
    int t = top(head);
    printf("top = %d\n",t);
    
    printf("驗證出棧\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;
}

運行結果爲：

建立棧
驗證是否爲空: 棧爲空
驗證進棧
1 
1 2 3 4 5 6 
驗證棧頂元素
top = 1
驗證出棧
1 2 3 4 5 
1 2 3 4 
1 2 3 
1 2 
1 
站爲空