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)

python数据结构：数组、列表、栈、队列及实现
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。

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

相互转换

1 import numpy as np
2 arr=np.array([1,2,3,4]) #创建数组
3 li=arr.tolist() #数组转换为列表
4 new_arr=np.array(li) #列表转数组
5 print(arr,type(arr))
6 print(li,type(li))
7 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

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python实现队列：（有注释）

 1 class Node(object):
 2 def __init__(self,val): #节点传入值
 3 self.next=None #每个节点定义2个属性 next指向下一个位置
 4 self.val=val # val 节点的值
 5 
 6 class Queue(object):
 7 def __init__(self):
 8 self.first=None #每个队列定义2个属性 first删除端
 9 self.last=None # last插入端
10 
11 def enqueue(self,n):
12 n=Node(n)
13 if(self.first==None): #如果队列为空
14 self.first=n
15 self.last=n
16 else: #如果队列不为空
17 self.last.next=n #插入端的指向为n
18 self.last=n #插入端的最后一个值为n
19 
20 def dequeue(self):
21 if (self.first==None):
22 return None
23 else:
24 reval=self.first.val
25 self.first=self.first.next #将删除端的第一个指定为下一个
26 return reval
27 def allquit(self): # allquit作用：队列中元素放入list中方便打印
28 alist=[]
29 while (self.first!=None): #循环
30 temp=self.first.val #和dequeue的操作相同
31 self.first=self.first.next
32 alist.append(temp)
33 return alist
34 
35 if __name__ == "__main__":
36 q=Queue()
37 q.enqueue(1)
38 q.enqueue(2)
39 q.enqueue(3)
40 q.dequeue()
41 print(q.allquit())

python实现栈：（有注释）

     1 class Node(object):
 2 def __init__(self,val):
 3 self.next=None
 4 self.val=val
 5 class Stack(object):
 6 def __init__(self):
 7 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
 8 
 9 def push(self,n):
10 n=Node(n)
11 if(self.top==None): #如果栈为空
12 self.top=n
13 else:
14 n.next=self.top #插入元素的下一个为顶格元素
15 self.top = n #顶格元素为插入值
16 
17 def pop(self): #删除顶格元素
18 if(self.top==None): #如果栈为空
19 return None
20 else:
21 temp=self.top.val
22 self.top=self.top.next #新的顶格元素为老顶格元素的上一个
23 return temp
24 
25 def allquit(self): #打印栈方法
26 alist=[]
27 while(self.top!=None): #循环
28 temp=self.top.val #和pop()方法操作相同
29 self.top=self.top.next
30 alist.append(temp)
31 print(alist)
32 
33 if __name__== "__main__" :
34 s=Stack()
35 s.push(1)
36 s.push(3)
37 s.push(5)
38 s.pop()
39 s.allquit()