使用deque分别模拟一个栈（Stack）和一个队列（Queue）的操作。栈的操作包括入栈（push）和出栈（pop），队列的操作包括入队（enqueue）和出队（dequeue）

在Python中，我们可以使用`collections`模块下的`deque`（双端队列）数据结构来模拟栈和队列。deque支持在其两端快速添加和删除元素，非常适合这种操作。

**模拟栈（Stack）：**
1. **入栈（push）**: 使用append()方法将元素添加到deque的右端，因为栈遵循后进先出（LIFO）原则。

def push(stack_data, item):
    stack_data.append(item)

2. **出栈（pop）**: 使用popleft()方法从deque的左端移除并返回最后一个进入的元素，这也是栈的基本操作。

def pop(stack_data):
    if not stack_data:  # 检查是否为空
        return None
    return stack_data.popleft()

**模拟队列（Queue）：**
1. **入队（enqueue）**: 使用append()方法将元素添加到deque的右端，因为队列遵循先进先出（FIFO）原则。

def enqueue(queue_data, item):
    queue_data.append(item)

2. **出队（dequeue）**: 使用pop(0)方法从deque的左端移除并返回第一个加入的元素。

def dequeue(queue_data):
    if not queue_data:

相关问题

栈和队列两种类型线表二选一，用c语言完成创建、入栈或出栈（入队或出队）

在C语言中，我们可以选择使用栈或队列来实现线性表的操作。这里以栈为例，因为栈遵循"先进后出"(LIFO，Last In First Out)的原则，而队列则是"先进先出"(FIFO，First In First Out)。

**创建栈（Stack）：**
1. 定义一个栈结构体，通常包括一个数组作为容器和一个指针指向栈顶元素[^1]。

   struct Stack {
       int* data;
       int top; // 栈顶指针
       int capacity; // 栈容量
   };

**入栈（Push）：**
2. 当需要插入一个新元素时，检查栈是否已满。如果未满，将元素放在data数组的新位置并将top加1。

   void push(Stack* stack, int item) {
       if (stack->top == stack->capacity) {
           printf("Stack overflow\n");
           return;
       }
       stack->data[++stack->top] = item;
   }

**出栈（Pop）：**
3. 如果栈不为空，返回并移除栈顶元素，更新top指针。

   int pop(Stack* stack) {
       if (stack->top == -1) {
           printf("Stack underflow\n");
           return -1;
       }
       int item = stack->data[stack->top--];
       return item;
   }

对于队列（Queue），操作类似但有出入队的区别。队列的入队操作类似push，而出队则类似于pop，但要从栈顶取出元素后，再移动栈顶指针。

**创建队列（Queue）：**
队列可以使用双端队列（deque）的数据结构来实现，或者自己维护两个栈，一个用于入队，另一个用于出队。

**入队（Enqueue）：**

void enqueue(Stack* in_stack, Stack* out_stack, int item) {
    push(in_stack, item);
}

**出队（Dequeue）：**

int dequeue(Stack* in_stack, Stack* out_stack) {
    int item = pop(out_stack); // 出队
    if (item != -1) {
        push(in_stack, item); // 入队
    }
    return item;
}

**相关问题--:**
1. 如何实现队列的出队操作？
2. C语言中如何避免队列溢出？
3. 为什么在队列中需要维护两个栈？

请分别说出栈和队列的特点，并简述栈和队列的联系

### 栈和队列的特点

#### 栈的特点
栈是一种特殊的线性表，限定仅在一端（通常称为顶部）进行插入和删除操作。这种特性使得最后进入栈的数据最先被移除，即后进先出（LIFO, Last In First Out）。这意味着每次访问或修改都发生在同一位置——栈顶。

class Stack:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def is_empty(self):
        return not bool(self.items)

    def push(self, item):  # 插入元素到栈顶
        self.items.append(item)

    def pop(self):         # 移除并返回栈顶元素
        if not self.is_empty():
            return self.items.pop()

#### 队列的特点
相比之下，队列也是一种线性结构，但在两端分别执行不同的基本操作：一端用于添加新成员(入队)，而另一端则负责处理已有成员的退出(出队)。这形成了先进先出(FIFO, First In First Out)的原则；最早加入队列中的项目会第一个离开。

from collections import deque

class Queue:
    def __init__(self):
        self.queue = deque()

    def enqueue(self, value):  # 添加元素至队尾
        self.queue.append(value)

    def dequeue(self):          # 删除并返回队首元素
        if len(self.queue)>0:
            return self.queue.popleft()

### 区别与联系

尽管两者都被视为特定类型的线性列表，但主要差异体现在各自的操作方式上：

- **操作位置**：对于栈而言，所有的增删活动集中在单一末端发生；而在队列里，则是在两个相对立的位置完成这些动作。

- **进出顺序**：由于上述原因，当涉及到元素存取模式时，前者遵循的是“后来者居上”的逻辑(LIFO),后者则是按照时间先后次序依次排列(FIFO)[^1]。

然而值得注意的一点是，无论是哪种形式，二者本质上还是属于同一种抽象概念下的变体—线性集合。因此，在某些应用场景下可以互相转换使用，比如通过两个堆栈模拟一个队列的行为反之亦然[^3]。