数据结构——栈
发布人:shili8
发布时间:2025-01-10 06:28
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**数据结构——栈**
栈是一种线性数据结构,它遵循后进先出(Last In First Out, LIFO)的原则。也就是说,最后添加的元素将最先被移除。
### 栈的定义和特点栈由一系列元素组成,每个元素都有一个索引值(或称为“高度”)。栈顶是指栈中最高的元素,其索引值最大。栈底是指栈中最低的元素,其索引值最小。
栈的特点包括:
* 后进先出:最后添加的元素将最先被移除。
* 只能在栈顶进行操作:可以向栈顶添加或删除元素,但不能直接访问或修改其他元素。
### 栈的基本运算栈支持以下基本运算:
* **push(x)**:将元素 x 添加到栈顶。
* **pop()**:从栈顶移除一个元素,并返回其值。如果栈为空,则抛出异常。
* **peek()**:返回栈顶的元素,但不移除它。如果栈为空,则抛出异常。
* **isEmpty()**:检查栈是否为空。如果栈为空,返回 true;否则,返回 false。
### 栈的实现我们可以使用一个数组来实现栈。每次添加或删除元素时,我们都需要更新索引值。
class Stack: def __init__(self): # 初始化一个空栈 self.items = [] def push(self, item): # 将元素添加到栈顶 self.items.append(item) def pop(self): # 从栈顶移除一个元素,并返回其值 if not self.isEmpty(): return self.items.pop() else: raise Exception("Stack is empty") def peek(self): # 返回栈顶的元素,但不移除它 if not self.isEmpty(): return self.items[-1] else: raise Exception("Stack is empty") def isEmpty(self): # 检查栈是否为空 return len(self.items) ==0# 示例使用stack = Stack() print(stack.isEmpty()) # Truestack.push(5) stack.push(10) print(stack.peek()) #10print(stack.pop()) #10print(stack.isEmpty()) # False
### 栈的应用栈有许多实际应用:
* **括号匹配**:栈可以用来检查括号是否匹配。例如,`((()))` 是合法的,但 `(()` 不是。
* **表达式求值**:栈可以用来求解表达式中的括号和运算符的顺序。
* **回溯算法**:栈可以用来实现回溯算法,例如解决迷宫问题或找出最短路径。
### 总结栈是一种线性数据结构,它遵循后进先出(LIFO)的原则。它有许多基本运算,如 push、pop 和 peek,可以用于括号匹配、表达式求值和回溯算法等实际应用中。