栈

栈（stack），有些地方称为堆栈，是一种容器，可存入数据元素、访问元素、删除元素，它的特点在于只能允许在容器的一端（称为栈顶端指标，英语：top）进行加入数据（英语：push）和输出数据（英语：pop）的运算。没有了位置概念，保证任何时候可以访问、删除的元素都是此前最后存入的那个元素，确定了一种默认的访问顺序。

由于栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。

栈结构实现

栈可以用顺序表实现，也可以用链表实现。

栈的操作

Stack() 创建一个新的空栈
push(item) 添加一个新的元素item到栈顶
pop() 弹出栈顶元素
peek() 返回栈顶元素
is_empty() 判断栈是否为空
size() 返回栈的元素个数

class stack(object):
    """栈"""

    def __init__(self):
        self.__list = []

    def push(self, item):
        """添加一个新的元素item到栈顶"""
        self.__list.append(item)        # 从列表尾部（栈顶）加入元素

    def pop(self):
        """弹出栈顶元素"""
        if self.__list:                 # 如果栈不为空
            return self.__list.pop()    # 从列表尾部（栈顶）弹出元素
        else:
            return None                 # 否则返回None

    def peek(self):
        """返回栈顶元素"""
        if self.__list:                 # 如果栈不为空
            return self.__list[-1]      # 从列表尾部（栈顶）返回元素
        else:
            return None                 # 否则返回None

    def is_empty(self):
        """判断栈是否为空"""
        return self.__list == []        # 如果为空返回Trun 如果不为空则返回

    def size(self):
        """返回栈的元素个数"""
        return len(self.__list)


if __name__ == "__main__":
    s = stack()
    s.push(10)
    print(s.pop())  # 10
    s.push(1)
    s.push(2)
    s.push(3)
    print(s.peek()) # 3
    print(s.is_empty()) # False
    print(s.size()) # 3

队列

队列（queue）是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。

队列是一种先进先出的（First In First Out）的线性表，简称FIFO。允许插入的一端为队尾，允许删除的一端为队头。队列不允许在中间部位进行操作！假设队列是q=（a1，a2，……，an），那么a1就是队头元素，而an是队尾元素。这样我们就可以删除时，总是从a1开始，而插入时，总是在队列最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯，排在第一个的优先出列，最后来的当然排在队伍最后。

队列的实现

同栈一样，队列也可以用顺序表或者链表实现

队列的操作

Queue() 创建一个空的队列
enqueue(item) 往队列中添加一个item元素
dequeue() 从队列头部删除一个元素
is_empty() 判断一个队列是否为空
size() 返回队列的大小

class Queue(object):
    """队列"""

    def __init__(self):
        self.__list = []

    def is_empty(self):
        """判空"""
        return self.__list == []

    def enqueue(self, item):
        """进队列"""
        self.__list.insert(0, item)

    def dequeue(self):
        """出队列"""
        return self.__list.pop()

    def size(self):
        """返回大小"""
        return len(self.__list)


if __name__ == "__main__":
    q = Queue()
    q.enqueue("hello")
    q.enqueue("world")
    q.enqueue("itcast")
    print(q.size())  # 3
    print(q.dequeue())  # hello
    print(q.dequeue())  # world
    print(q.dequeue())  # itcast

双端队列

双端队列（deque，全名double-ended queue），是一种具有队列和栈的性质的数据结构。

双端队列中的元素可以从两端弹出，其限定插入和删除操作在表的两端进行。双端队列可以在队列任意一端入队和出队。（可以看作两个栈，将栈底拼接）

双端队列操作

Deque() 创建一个空的双端队列
add_front(item) 从队头加入一个item元素
add_rear(item) 从队尾加入一个item元素
remove_front() 从队头删除一个item元素
remove_rear() 从队尾删除一个item元素
is_empty() 判断双端队列是否为空
size() 返回队列的大小

class Deque(object):
    """双端队列"""

    def __init__(self):
        self.__list = []

    def is_empty(self):
        """判断队列是否为空"""
        return self.__list == []

    def add_front(self, item):
        """在队头添加元素"""
        self.__list.insert(0, item)

    def add_rear(self, item):
        """在队尾添加元素"""
        self.__list.append(item)

    def remove_front(self):
        """从队头删除元素"""
        return self.__list.pop(0)

    def remove_rear(self):
        """从队尾删除元素"""
        return self.__list.pop()

    def size(self):
        """返回队列大小"""
        return len(self.__list)


if __name__ == "__main__":
    d = Deque()
    d.add_front(1)  # 1
    d.add_front(2)  # 21
    d.add_rear(3)  # 213
    d.add_rear(4)  # 2134
    print(d.size())  # 4
    print(d.remove_front())  # 2
    print(d.remove_front())  # 1
    print(d.remove_rear())  # 4
    print(d.remove_rear())  # 3