栈

栈（stack），也称堆栈，是一种容器，可存入数据元素、访问元素、删除元素，它的特点在于只能允许在容器的一端（称为栈顶端指标，英语：top）进行加入数据（英语：push）和输出数据（英语：pop）的运算。没有了位置概念，保证任何时候可以访问、删除的元素都是此前最后存入的那个元素，确定了一种默认的访问顺序。
在这里插入图片描述
由于栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。

栈结构实现

栈可以用顺序表实现，也可以用链表实现。
栈的操作
Stack() 创建一个新的空栈；
push(item) 添加一个新的元素item到栈顶；
pop() 弹出栈顶元素；
peek() 返回栈顶元素；
is_empty() 判断栈是否为空；
size() 返回栈的元素个数。

这里使用顺序表（即python中的list）举例

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

1、push(item) 添加一个新的元素item到栈顶

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

2、pop() 弹出栈顶元素

    def pop(self):
        return self.items.pop()

3、peek() 返回栈顶元素

    def peek(self):
        return self.items[-1]

4、is_empty() 判断栈是否为空

    def is_empty(self):
        return self.items == []

5、size() 返回栈的元素个数

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

6、测试

if __name__ == "__main__":
    stack = Stack()
    stack.push("hello")
    stack.push("world")
    stack.push("itcast")
    print(stack.size())
    print(stack.peek())
    print(stack.pop())
    print(stack.pop())
    print(stack.pop())

#运行结果
3
itcast
itcast
world
hello

队列

队列是一种先进先出的（First In First Out）的线性表，简称FIFO。允许插入的一端为队尾，允许删除的一端为队头。队列不允许在中间部位进行操作！假设队列是q=（a1，a2，……，an），那么a1就是队头元素，而an是队尾元素。这样我们就可以删除时，总是从a1开始，而插入时，总是在队列最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯，排在第一个的优先出列，最后来的当然排在队伍最后。在这里插入图片描述

队列的实现

同栈一样，队列也可以用顺序表或者链表实现。
队列的操作
Queue() 创建一个空的队列；
enqueue(item) 往队列中添加一个item元素；
dequeue() 从队列头部删除一个元素；
is_empty() 判断一个队列是否为空；
size() 返回队列的大小。

这里使用顺序表（即python中的list）举例

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

1、enqueue(item) 往队列中添加一个item元素

    def enqueue(self, item):
        self.items.insert(0,item)

2、dequeue() 从队列头部删除一个元素

    def dequeue(self):
        return self.items.pop()

3、is_empty() 判断一个队列是否为空

    def is_empty(self):
        return self.items == []

4、size() 返回队列的大小

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

5、测试

if __name__ == "__main__":
    q = Queue()
    q.enqueue("hello")
    q.enqueue("world")
    q.enqueue("itcast")
    print(q.size())
    print(q.dequeue())
    print(q.dequeue())
    print(q.dequeue())

#运行结果
3
hello
world
itcast

双端队列

双端队列（deque，全名double-ended queue），是一种具有队列和栈的性质的数据结构。双端队列中的元素可以从两端弹出，其限定插入和删除操作在表的两端进行。双端队列可以在队列任意一端入队和出队。
在这里插入图片描述

双端队列的实现

双端队列的操作
Deque() 创建一个空的双端队列；
add_front(item) 从队头加入一个item元素；
add_rear(item) 从队尾加入一个item元素；
remove_front() 从队头删除一个item元素；
remove_rear() 从队尾删除一个item元素；
is_empty() 判断双端队列是否为空
size() 返回队列的大小。

这里使用顺序表（即python中的list）举例

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

1、add_front(item) 从队头加入一个item元素

    def add_front(self, item):
        self.items.insert(0,item)

2、add_rear(item) 从队尾加入一个item元素

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

3、remove_front() 从队头删除一个item元素

    def remove_front(self):
        return self.items.pop(0)

4、remove_rear() 从队尾删除一个item元素

    def remove_rear(self):
        return self.items.pop()

5、is_empty() 判断双端队列是否为空

    def is_empty(self):
        return self.items == []

6、size() 返回队列的大小

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

7、测试

if __name__ == "__main__":
    deque = Deque()
    deque.add_front(1)
    deque.add_front(2)
    deque.add_rear(3)
    deque.add_rear(4)
    print(deque.size())
    print(deque.remove_front())
    print(deque.remove_front())
    print(deque.remove_rear())
    print(deque.remove_rear())

#运行结果
4
2
1
4
3