一、列表/数组
列表（其他语言称数组）是一种基本数据结构。
1、列表的元素是如何存储的？
c的数组和python的列表有两点不同：
（1）数组元素类型要相同，列表元素类型可以不一样。
python存的不是真实的值而是存的内存地址。
32位机器上一个地址占4个字节，64位机器上一个地址占用8个字节。
（2）数组长度固定，python是长度不够了就自动开新的内存地址，把原来的内容拷过来。
2、列表基本操作时间复杂度？
append：不考虑python做得复制操作，大概是O(1)
insert：时间复杂度是O(n)，在插入后，后面的元素都要往后挪动。
pop\remove：pop最后一个是O(1)，写了参数则是O(n)，前面的删了后，后面的都要往前挪。
二、栈（Stack）
1、栈的定义和特点
栈的定义：栈是一个数据集合，可以理解为只能在一端进行插入或删除操作的列表。
栈的特点：后进先出（last-in,first-out）, 简称LIFO表。类似一摞书：
2、栈的概念和基本操作
栈的概念：
栈顶：允许插入和删除的这一端称为栈顶。
栈底：另外固定的这一端称为栈底。
空栈：不含任何元素的栈称为空栈。
栈的基本操作：
进栈（压栈）：push
出栈：pop
取栈顶：gettop（查看栈顶元素，但不取走） li[-1]
3、栈的python实现
使用一般的列表结构即可实现栈：
-
- 进栈：li.append
- 出栈：li.pop
- 取栈顶：li[-1]
class Stack:
"""栈"""
def __init__(self):
self.stack = []
def push(self, element):
self.stack.append(element)
def pop(self):
if len(self.stack) > 0:
return self.stack.pop()
else:
print("栈已经空了")
def get_top(self):
if len(self.stack) > 0: # 判断栈是否为空
return self.stack[-1]
else:
return None
stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(6)
print(stack.pop()) # 6
更简单的方式实现栈的方法：创建一个列表，只使用append和pop方法进行操作。
4、栈的应用——括号匹配问题
括号匹配问题：给一个字符串，其中包含小括号、中括号、大括号，求该字符串中的括号是否匹配。
例如：
()()[]{} 匹配
([{()}]) 匹配
[]( 不匹配
[(]) 不匹配
代码实现如下所示：
class Stack:
"""栈"""
def __init__(self):
self.stack = []
def push(self, element):
self.stack.append(element)
def pop(self):
if len(self.stack) > 0:
return self.stack.pop()
else:
print("栈已经空了")
def get_top(self):
if len(self.stack) > 0: # 判断栈是否为空
return self.stack[-1]
else:
return None
def is_empty(self):
"""判断是否为空"""
return len(self.stack) == 0
def brace_match(s):
"""括号匹配"""
match = {'}':'{', ']':'[', ')':'('} # 右括号为键，左括号为值
stack = Stack()
for ch in s: # 获取一个个字符
if ch in {'(','[','{'}:
stack.push(ch)
else: # ch in {')',']','}'}
if stack.is_empty(): # 如果栈为空
return False
elif stack.get_top() == match[ch]:
stack.pop()
else: # stack.get_top() != match[ch]
return False
if stack.is_empty(): # 如果栈是空的了
return True
else:
return False
print(brace_match('(){}[{()}]')) # True
print(brace_match('(){}[{[(])}]')) # False
二、队列（Queue）
1、队列概念
队列是一个数据集合，仅允许在列表的一端进行插入，另一端进行删除。
进行插入的一端称为队尾(rear)，插入动作称为进队或入队。
进行删除的一端称为队头(front)，删除动作称为出队。
队列的性质：先进先出（First-in,First-out）
2、思考队列能否用列表简单实现？
初步设想：列表+两个下标指针；创建一个列表和两个变量，front变量指向队首，rear变量指向队尾。初始时，front和rear都为0。
进队操作：元素写到li[rear]的位置，rear自增1。
出队操作：返回li[front]的元素，front自减1。
这种实现方式不好，在一次次增减中，前面的大量内存空间都被浪费了。