用列表实现栈，掌握先进后出的数据结构

人工智能

2024-02-18 23:55:30

前进阶栈的特性

栈数据结构有以下特性：

后进先出（LIFO）：这种性质和我们的电梯非常相似，最后一个进入的元素将是第一个离开的元素。
简单的操作：栈主要包含两个操作：入栈（push）和出栈（pop）。入栈是指将元素添加到栈顶，而推出是指从栈顶删除元素。
广泛的应用：栈在计算机科学中有很多应用，比如管理函数调用、解析括号、计算逆波兰表达式等。

利用Python列表实现栈

Python中的列表数据结构具备可变长度、元素类型灵活等特点，非常适合用来模拟栈的行为。我们可以通过列表的基本操作来实现栈的特性，具体步骤如下：

使用一个列表来存储栈中的元素。
使用append()方法将元素添加到栈顶。
使用pop()方法从栈顶删除元素。
使用len()方法来获取栈中元素的数量。
使用top()方法来访问栈顶元素（不出栈）。

下面是一个具体的代码示例：

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

  def push(self, item):
    self.items.append(item)

  def pop(self):
    if self.is_empty():
      return None
    return self.items.pop()

  def top(self):
    if self.is_empty():
      return None
    return self.items[-1]

  def is_empty(self):
    return len(self.items) == 0

  def size(self):
    return len(self.items)

# 测试栈
stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)

print(stack.pop())  # 3
print(stack.top())  # 2
print(stack.size())  # 2

栈的应用场景

栈数据结构在计算机科学中有很多应用，这里列举几个常见的例子：

函数调用： 栈用于存储函数调用的返回地址。当一个函数被调用时，它的返回地址被压入栈中。当函数执行完毕并准备返回时，栈顶的地址被弹出，然后函数从该地址返回。
解析括号： 栈可以用于解析括号，比如括号匹配问题。我们可以在遍历字符串时，将左括号压入栈中，并将右括号弹出。如果所有括号都匹配，则栈将为空。
计算逆波兰表达式： 栈可以用于计算逆波兰表达式（RPN），一种没有括号的后缀表达式。我们可以在遍历表达式时，将操作数压入栈中，当遇到运算符时，将栈顶的两个操作数弹出并进行运算，并将结果压入栈中。
管理后退/前进： 栈可以用于管理网页浏览器的后退/前进操作。当用户点击后退按钮时，当前页面被压入栈中，然后后退到上一个页面。当用户点击前进按钮时，当前页面被压入栈中，然后前进到下一个页面。