如何實作Python底層技術的資料結構
資料結構是電腦科學中非常重要的一部分，它用於組織和儲存數據，以便能夠有效率地操作和存取資料。 Python作為一種高階程式語言，提供了豐富的內建資料結構，例如清單、元組、字典等，但有時我們也需要實作一些底層的資料結構來滿足特定的需求。
本文將介紹如何使用Python實作幾種常見的底層資料結構，包括堆疊、佇列和鍊錶，並提供對應的程式碼範例。
堆疊是一種後進先出（LIFO）的資料結構，只允許在堆疊頂部進行插入（push）和刪除（pop ）操作。在Python中可以使用列表來實作一個簡單的堆疊。
class Stack:
def __init__(self):
self.items = []
def is_empty(self):
return len(self.items) == 0
def push(self, item):
self.items.append(item)
def pop(self):
if not self.is_empty():
return self.items.pop()
def peek(self):
if not self.is_empty():
return self.items[-1]
def size(self):
return len(self.items)使用Stack類別建立一個堆疊對象，並進行操作：
stack = Stack() stack.push(1) stack.push(2) stack.push(3) print(stack.size()) # 输出：3 print(stack.pop()) # 输出：3 print(stack.peek()) # 输出：2 print(stack.is_empty()) # 输出：False
class Queue:
def __init__(self):
self.items = []
def is_empty(self):
return len(self.items) == 0
def enqueue(self, item):
self.items.append(item)
def dequeue(self):
if not self.is_empty():
return self.items.pop(0)
def size(self):
return len(self.items)queue = Queue()
queue.enqueue('a')
queue.enqueue('b')
queue.enqueue('c')
print(queue.size()) # 输出：3
print(queue.dequeue()) # 输出：'a'
print(queue.is_empty()) # 输出：Falseclass Node:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None
class LinkedList:
def __init__(self):
self.head = None
def is_empty(self):
return self.head is None
def add_node(self, data):
new_node = Node(data)
if self.is_empty():
self.head = new_node
else:
current_node = self.head
while current_node.next:
current_node = current_node.next
current_node.next = new_node
def remove_node(self, data):
if not self.is_empty():
current_node = self.head
if current_node.data == data:
self.head = current_node.next
else:
while current_node.next:
if current_node.next.data == data:
current_node.next = current_node.next.next
break
current_node = current_node.next
def get_size(self):
size = 0
current_node = self.head
while current_node:
size += 1
current_node = current_node.next
return sizelinked_list = LinkedList() print(linked_list.is_empty()) # 输出：True linked_list.add_node(1) linked_list.add_node(2) linked_list.add_node(3) print(linked_list.get_size()) # 输出：3 linked_list.remove_node(2) print(linked_list.get_size()) # 输出：2
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