基于python实现模拟数据结构模型
模拟栈
- Stack()创建一个空的新栈。它不需要参数,并返回一个空栈。
- push(item)将一个新项添加到栈的顶部。它需要item做参数并不返回任何内容。
- pop()从栈中删除顶部项。它不需要参数并返回item。栈被修改。
- peek()从栈返回顶部项,但不会删除它。不需要参数。不修改栈。
- isEmpty()测试栈是否为空。不需要参数,并返回布尔值。
- size()返回栈中的item数量。不需要参数,并返回一个整数。
classStack(): def__init__(self): self.items=[] defpush(self,item): self.items.append(item) defpop(self): returnself.items.pop() defpeek(self): returnlen(self.items)-1 defisEmpty(self): returnself.items==[] defsize(self): returnlen(self.items) s=Stack() s.push(1) s.push(2) s.push(3) print(s.pop()) print(s.pop()) print(s.pop()) print(s.isEmpty())
模拟队列
- Queue()创建一个空的新队列。它不需要参数,并返回一个空队列。
- enqueue(item)将新项添加到队尾。它需要item作为参数,并不返回任何内容。
- dequeue()从队首移除项。它不需要参数并返回item。队列被修改。
- isEmpty()查看队列是否为空。它不需要参数,并返回布尔值。
- size()返回队列中的项数。它不需要参数,并返回一个整数。
classQueue(): def__init__(self): self.items=[] defenqueue(self,item): self.items.insert(0,item) defdequeue(self): returnself.items.pop() defisEmpty(self): returnself.items==[] defsize(self): returnlen(self.items) q=Queue() q.enqueue(1) q.enqueue(2) q.enqueue(3) print(q.dequeue()) print(q.dequeue()) print(q.dequeue())
案例:烫手山芋
烫手山芋游戏介绍:6个孩子围城一个圈,排列顺序孩子们自己指定。第一个孩子手里有一个烫手的山芋,需要在计时器计时1秒后将山芋传递给下一个孩子,依次类推。规则是,在计时器每计时7秒时,手里有山芋的孩子退出游戏。该游戏直到剩下一个孩子时结束,最后剩下的孩子获胜。请使用队列实现该游戏策略,排在第几个位置最终会获胜。
准则:队头孩子的手里永远要有山芋。
queue=Queue() kids=['A','B','C','D','E','F'] #将六个孩子添加到队列中,A是队头位置的孩子 forkidinkids: queue.enqueue(kid) whilequeue.size()>1: #在7秒之内山芋会被传递6次 foriinrange(6): kid=queue.dequeue() queue.enqueue(kid) queue.dequeue() print('获胜者为:',queue.dequeue())
模拟双端队列
同同列相比,有两个头部和尾部。可以在双端进行数据的插入和删除,提供了单数据结构中栈和队列的特性
- Deque()创建一个空的新deque。它不需要参数,并返回空的deque。
- addFront(item)将一个新项添加到deque的首部。它需要item参数并不返回任何内容。
- addRear(item)将一个新项添加到deque的尾部。它需要item参数并不返回任何内容。
- removeFront()从deque中删除首项。它不需要参数并返回item。deque被修改。
- removeRear()从deque中删除尾项。它不需要参数并返回item。deque被修改。
- isEmpty()测试deque是否为空。它不需要参数,并返回布尔值。
- size()返回deque中的项数。它不需要参数,并返回一个整数。
案例:回文检查
回文是一个字符串,读取首尾相同的字符,例如,radartootmadam。
defisHuiWen(s): ex=True q=Dequeue() #将字符串的每一个字符添加到双端队列中 forchins: q.addFront(ch) foriinrange(len(s)//2): font=q.removeFront() rear=q.removeRear() iffont!=rear: ex=False break returnex
模拟链表
- .is_empty():链表是否为空
- .length():链表长度
- .travel():遍历整个链表
- .add(item):链表头部添加元素
- .append(item):链表尾部添加元素
- .insert(pos,item):指定位置添加元素
- .remove(item):删除节点
- .search(item):查找节点是否存在
结点对象:
classNode(): def__init__(self,item): self.item=item self.next=None
链表对象:
classLink(): #构建出一个空的链表 def__init__(self): self._head=None#永远指向链表中的头节点 #想链表的头部插入节点 defadd(self,item): node=Node(item) node.next=self._head self._head=node deftravel(self): cur=self._head #链表为空则输出‘链表为空' ifself._head==None: print('链表为空!') whilecur: print(cur.item) cur=cur.next defisEmpty(self): returnself._head==None deflength(self): cur=self._head count=0 whilecur: count+=1 cur=cur.next returncount defsearch(self,item): cur=self._head find=False whilecur: ifcur.item==item: find=True break cur=cur.next returnfind defappend(self,item): node=Node(item) #链表为空的情况 ifself._head==None: self._head=node return cur=self._head#头节点 pre=None#cur的前一个节点 whilecur: pre=cur cur=cur.next pre.next=node definsert(self,pos,item): node=Node(item) ifpos<0orpos>self.length(): print('重新给pos赋值!!!') return cur=self._head pre=None foriinrange(pos): pre=cur cur=cur.next pre.next=node node.next=cur defremove(self,item): cur=self._head pre=None ifself._head==None:#链表为空 print('链表为空,没有可删除的节点!!1') return #删除的是第一个节点的情况 ifself._head.item==item: self._head=self._head.next return #删除的是非第一个节点的情况 whilecur: pre=cur cur=cur.next ifcur.item==item: pre.next=cur.next return
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