队列 和 堆栈用python 来实现

一、利用python列表实现堆栈和队列

堆栈：

堆栈是一个后进先出的数据结构，其工作方式就像生活中常见到的直梯，先进去的人肯定是最后出。

我们可以设置一个类，用列表来存放栈中的元素的信息，利用列表的append()和pop()方法可以实现栈的出栈pop和入栈push的操作，list.append(obj)意思是向列表添加一个对象obj，list.pop(index=-1)意思是删除指定位置的对象，默认是最后一个对象，也就是说list.pop()，是删除列表中下标最大的元素。

# 后进先出
class Stack():
    def __init__(self,size):
        self.size=size
        self.stack=[]
        self.top=-1

    def push(self,x):　　# 入栈之前检查栈是否已满
        if self.isfull():
            raise exception("stack is full")
        else:
            self.stack.append(x)
            self.top=self.top+1

    def pop(self):　　# 出栈之前检查栈是否为空
        if self.isempty():
            raise exception("stack is empty")
        else:
            self.top=self.top-1
            self.stack.pop()

    def isfull(self):
        return self.top+1 == self.size
    def isempty(self):
        return self.top == '-1'
    def showStack(self):
        print(self.stack)

s=Stack(10)
for i in range(6):
    s.push(i)
s.showStack()
for i in range(3):
    s.pop()
s.showStack()

"""
类中有top属性，用来指示栈的存储情况，初始值为1，一旦插入一个元素，其值加1，利用top的值乐意判定栈是空还是满。
执行时先将0,1,2,3,4,5依次入栈，然后删除栈顶的前三个元素
"""

基本FIFO队列

class Queue.Queue(maxsize=0)

FIFO即First in First Out,先进先出。Queue提供了一个基本的FIFO容器，使用方法很简单,maxsize是个整数，指明了队列中能存放的数据个数的上限。一旦达到上限，插入会导致阻塞，直到队列中的数据被消费掉。如果maxsize小于或者等于0，队列大小没有限制。

举个栗子：

import Queue

q = Queue.Queue()   # 建一个队列 先进先出

for i in range(5):      # 放五个元素进去
    q.put(i)

while not q.empty(): # 当队列不为空时,循环取值
    print q.get()

输出：

0
1
2
3
4

LIFO队列

class Queue.LifoQueue(maxsize=0)

LIFO即Last in First Out,后进先出。与栈的类似，使用也很简单,maxsize用法同上

再举个栗子：

import Queue

q = Queue.LifoQueue()  # 建一个后进先出的队列

for i in range(5):           # 放五个值进去
    q.put(i)

while not q.empty():     # 循环全部取出所有值
    print q.get() 

输出 :

4
3
2
1

优先级队列

class Queue.PriorityQueue(maxsize=0)

构造一个优先队列。maxsize用法同上。

队列：

队列是一种先进先出的数据类型，它的跟踪原理类似于在超市收银处排队，队列里的的第一个人首先接受服务，
新的元素通过入队的方式添加到队列的末尾，而出队就是将队列的头元素删除。
我们可以设置一个类，用列表来存放栈中元素的信息，利用列表的append()和pop()方法可以实现队列的入队enqueue和出队dequeue的操作，
上面栈一个元素每次出去是列表的最后一个，直接用list.pop()出栈，而出队列每次是第一个，所以要用list.pop(0)出队列

# 先进先出
class Queue():

    def __init__(self,size):
        self.size=size
        self.front=-1
        self.rear=-1
        self.queue=[]

    def enqueue(self,ele):　　# 入队操作
        if self.isfull():
            raise exception("queue is full")
        else:
            self.queue.append(ele)
            self.rear=self.rear+1

    def dequeue(self):　　# 出队操作
        if self.isempty():
            raise exception("queue is empty")
        else:
            self.queue.pop(0)
            self.front=self.front+1

    def isfull(self):
        return self.rear-self.front+1 == self.size
    def isempty(self):
        return self.front == self.rear
    def showQueue(self):
        print(self.queue)

q=Queue(10)
for i in range(6):
    q.enqueue(i)
q.showQueue()
for i in range(3):
    q.dequeue()
q.showQueue()
print(q.isempty())

"""
类中设置两个属性分别为front和rear来模拟队列的头尾指针，通过它们值的关系可以判定队列是空还是满
"""

一些常用方法

task_done()

意味着之前入队的一个任务已经完成。由队列的消费者线程调用。每一个get()调用得到一个任务，接下来的task_done()调用告诉队列该任务已经处理完毕。

如果当前一个join()正在阻塞，它将在队列中的所有任务都处理完时恢复执行（即每一个由put()调用入队的任务都有一个对应的task_done()调用）。

join()

阻塞调用线程，直到队列中的所有任务被处理掉。

只要有数据被加入队列，未完成的任务数就会增加。当消费者线程调用task_done()（意味着有消费者取得任务并完成任务），未完成的任务数就会减少。当未完成的任务数降到0，join()解除阻塞。

put(item[, block[, timeout]])

将item放入队列中。

1. 如果可选的参数block为True且timeout为空对象（默认的情况，阻塞调用，无超时）。
2. 如果timeout是个正整数，阻塞调用进程最多timeout秒，如果一直无空空间可用，抛出Full异常（带超时的阻塞调用）。
3. 如果block为False，如果有空闲空间可用将数据放入队列，否则立即抛出Full异常

其非阻塞版本为put_nowait等同于put(item, False)

get([block[, timeout]])

从队列中移除并返回一个数据。block跟timeout参数同put方法

其非阻塞方法为｀get_nowait()｀相当与get(False)

empty()

如果队列为空，返回True,反之返回False