Python实现栈与队列：3分钟快速理解

"这篇文章主要介绍了如何使用Python实现栈和队列这两种基础数据结构。作者首先对栈和队列的概念进行了简单解释，然后分别展示了如何利用Python内置的列表功能来模拟栈和队列的操作。" 正文: 栈是一种常用的数据结构，遵循后进先出（LIFO）原则。在Python中，我们可以通过列表来实现栈的功能。以下是栈的基本操作： 1. **Stack()创建一个新的空栈**：创建一个空列表即可作为栈的初始状态。 2. **push(item)**：将一个元素`item`添加到栈顶，等同于列表的`append()`方法。 3. **pop()**：弹出栈顶元素，即移除并返回列表的最后一个元素，对应列表的`pop()`方法。 4. **peek()**：返回栈顶元素但不移除，这可以通过索引`-1`获取列表最后一个元素来实现，但不会改变列表。 5. **is_empty()**：判断栈是否为空，检查列表长度是否为0。 6. **size()**：返回栈的元素个数，即列表的长度。 队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，Python中同样可以使用列表来模拟。队列的基本操作包括： 1. **Queue()创建一个空的队列**：创建一个空列表作为初始队列。 2. **enqueue(item)**：向队列尾部添加元素`item`，对应列表的`append()`方法。 3. **dequeue()**：从队列头部移除元素，即列表的第一个元素，需要先使用`pop(0)`移除，然后返回该元素。 4. **is_empty()**：检查队列是否为空，同样通过比较列表长度。 5. **size()**：返回队列的元素数量，即列表长度。 此外，还提到了双端队列（Deque），它允许在两端进行插入和删除操作。Python标准库中的`collections`模块提供了`deque`类，支持以下操作： 1. **Deque()**：创建一个空的双端队列。 2. **add_front(item)**：在队头添加元素`item`，`deque`类的`appendleft()`方法。 3. **add_rear(item)**：在队尾添加元素`item`，`deque`类的`append()`方法。 4. **remove_front()**：从队头移除并返回元素，`deque`类的`popleft()`方法。 5. **remove_rear()**：从队尾移除并返回元素，`deque`类的`pop()`方法。 6. **is_empty()**：判断双端队列是否为空，检查`deque`的长度。 7. **size()**：返回队列的大小，即`deque`的长度。 总结，Python中的列表和`deque`类提供了一种简便的方式来实现栈、队列和双端队列的数据结构，它们在算法和程序设计中有着广泛的应用，例如表达式求值、递归调用、任务调度等。理解这些基本数据结构及其操作对于学习和解决编程问题至关重要。