python数据结构-数组/列表/栈/队列及实现

首先

我们要分清楚一些概念和他们之间的关系

数组（array)  表（list)  链表（linked list)  数组链表（array list)   队列（queue)  栈（stack)

list列表

array数组

python中内置list数据结构 存放的数据类型可以不同。

但是有个缺点 list存放的是数据的索引也就是指针 这需要数据的原有存储加上数据的指针 增加了消耗

python中numpy库的array 存放单一类型数据

python中数组并不是基本数据类型 但是可以调用array库 或者numpy库使用数组array

array库只能创建一维数组 numpy中的数组适用性非常广  建议使用numpy

 import array
 arr=array.array('i',[1,2,3,4])   #创建数组
 print(arr,type(arr))

相互转换

 import numpy as np
 arr=np.array([1,2,3,4])   #创建数组
 li=arr.tolist()           #数组转换为列表
 new_arr=np.array(li)      #列表转数组
 print(arr,type(arr))
 print(li,type(li))
 print(new_arr,type(new_arr))

#输出
[1 2 3 4] <class 'numpy.ndarray'>
[1, 2, 3, 4] <class 'list'>
[1 2 3 4] <class 'numpy.ndarray'>

可以发现list元素之间有逗号隔开，array之间没有符号隔开

Queue队列  -只允许在一段进行删除操作在另一端进行插入操作的数组结构

Stack栈  -删除与插入操作在同一端进行的数组结构

特点

Queue -先进先出 FIFO first in first out

Stack  -先进后出 FILO first in last out

共同点：栈和队列都是一种操作受限制的线性表

用途：栈：表达式的括号匹配问题，迷宫求解

队列：银行排队，操作系统进程问题，舞伴问题

python实现队列：（有注释）

 class Node(object):
     def __init__(self,val):  #节点传入值
         self.next=None       #每个节点定义2个属性 next指向下一个位置
         self.val=val         #                  val 节点的值
 
 class Queue(object):
     def __init__(self):
         self.first=None      #每个队列定义2个属性 first删除端
         self.last=None       #                   last插入端
 
     def enqueue(self,n):
         n=Node(n)
         if(self.first==None): #如果队列为空
             self.first=n
             self.last=n
         else:                 #如果队列不为空
             self.last.next=n  #插入端的指向为n
             self.last=n       #插入端的最后一个值为n
 
     def dequeue(self):
         if (self.first==None):
             return None
         else:
             reval=self.first.val
             self.first=self.first.next  #将删除端的第一个指定为下一个
             return reval
     def allquit(self):             # allquit作用：队列中元素放入list中方便打印
         alist=[]
         while (self.first!=None):       #循环
             temp=self.first.val         #和dequeue的操作相同
             self.first=self.first.next
             alist.append(temp)
         return alist
 
 if __name__ == "__main__":
     q=Queue()
     q.enqueue(1)
     q.enqueue(2)
     q.enqueue(3)
     q.dequeue()
     print(q.allquit())

python实现栈：（有注释）

 class Node(object):
     def __init__(self,val):
         self.next=None
         self.val=val
 class Stack(object):
     def __init__(self):
         self.top=None              #和queue不同栈删除插入都在一端 所以只定义一个位置
 
     def push(self,n):
         n=Node(n)
         if(self.top==None):        #如果栈为空
             self.top=n
         else:
             n.next=self.top        #插入元素的下一个为顶格元素
             self.top = n           #顶格元素为插入值
 
     def pop(self):                 #删除顶格元素
         if(self.top==None):        #如果栈为空
             return None
         else:
             temp=self.top.val
             self.top=self.top.next #新的顶格元素为老顶格元素的上一个
             return temp
 
     def allquit(self):             #打印栈方法
         alist=[]
         while(self.top!=None):     #循环
             temp=self.top.val      #和pop()方法操作相同
             self.top=self.top.next
             alist.append(temp)
         print(alist)
 
 if __name__== "__main__" :
     s=Stack()
     s.push(1)
     s.push(3)
     s.push(5)
     s.pop()
     s.allquit()