Python DataStruct

list

列表（List）是 Python 中最常用的数据结构之一，它可以存储多个元素，并且允许对其中的元素进行添加、删除、修改和排序等操作。列表用方括号 [] 表示，每个元素用逗号 , 分隔。

• 以下是一个简单的列表示例：

my_list = [1, 2, 3, "four", 5.0]

• 可以通过索引值来访问列表中的元素。索引值从0开始，表示第一个元素，依次类推。例如，要访问上面列表中的第三个元素（即数字 3 ），可以使用以下代码：

print(my_list[2])  # 输出：3

• 还可以使用切片（slice）来访问列表中的一部分元素。切片可以理解为提取列表中的一个子集，其语法为 [start:stop:step] ，其中 start 表示起始位置，stop 表示结束位置（不包含该位置的元素），step 表示步长（默认为1）。例如，要提取上面列表中的前三个元素，可以使用以下代码：

print(my_list[:3])  # 输出：[1, 2, 3]

• 除此之外，还可以使用内置函数对列表进行操作，例如：

• append()：向列表末尾添加一个元素；
• extend()：将一个列表中的元素添加到另一个列表的末尾；
• insert()：在列表的指定位置插入一个元素；
• remove()：从列表中删除指定元素的第一个匹配项；
• pop()：移除并返回列表中指定索引处的元素；
• sort()：对列表进行排序；

• reverse()：反转列表中的元素顺序。

• 例如，要向上面的列表中添加一个字符串 "six"，可以使用以下代码：

my_list.append("six")
print(my_list)  # 输出：[1, 2, 3, 'four', 5.0, 'six']

• 还可以使用以下代码将另一个列表 [7, 8, 9] 中的元素添加到该列表的末尾：

my_list.extend([7, 8, 9])
print(my_list)  # 输出：[1, 2, 3, 'four', 5.0, 'six', 7, 8, 9]

stack

堆栈是一种常见的数据结构，它可以用来存储一组元素，其中最后加入的元素最先被取出。也就是说，堆栈遵循“后进先出”的原则（Last In First Out, LIFO）。在堆栈中，只允许在顶部进行插入和删除操作，因此堆栈也被称为“栈”（Stack）。

• Python 中可以使用列表来实现堆栈。具体来说，可以使用 append() 方法向列表末尾添加一个元素，使用 pop() 方法从列表末尾移除一个元素。例如，以下代码演示了如何使用列表实现一个简单的堆栈：

stack = []  # 创建一个空栈

# 向栈中添加元素
stack.append(1)
stack.append(2)
stack.append(3)

# 从栈中取出元素
print(stack.pop())  # 输出：3
print(stack.pop())  # 输出：2
print(stack.pop())  # 输出：1

在上面的代码中，我们首先创建了一个空列表 stack，然后使用 append() 方法向栈中依次添加元素 1、2 和 3 。接着，我们使用 pop() 方法从栈中依次取出元素，并分别输出它们的值。由于堆栈遵循“后进先出”的原则，因此最后加入的元素 3 最先被取出，其次是 2 和 1。

• 需要注意的是，如果尝试从空栈中取出元素，将会引发 IndexError 异常。因此，在使用栈时应该先判断栈是否为空。例如，以下代码演示了如何在弹出元素前检查栈是否为空：

stack = []

if not stack:
    print("栈为空")

# 尝试从空栈中弹出元素
try:
    item = stack.pop()
except IndexError:
    print("栈已为空")
else:
    print(item)

在上面的代码中，我们首先创建了一个空列表 stack，然后使用 if not stack 判断栈是否为空。由于栈为空，因此输出一条提示信息。接着，我们使用 try...except...else... 结构来尝试从空栈中弹出元素。由于栈已经为空，因此将会引发 IndexError 异常，并输出一条提示信息。

队列

队列是一种常见的数据结构，它可以用来存储一组元素，并且保证最先加入的元素最先被取出。也就是说，队列遵循“先进先出”的原则（First In First Out, FIFO）。在队列中，只允许在队尾进行插入操作，在队头进行删除操作，因此队列也被称为“先进先出队列”（First-In-First-Out Queue，FIFO Queue）。

• Python 中可以使用列表来实现队列。具体来说，可以使用 append() 方法向列表末尾添加一个元素，使用 pop() 方法从列表头部移除一个元素。例如，以下代码演示了如何使用列表实现一个简单的队列：

queue = []  # 创建一个空队列

# 向队列中添加元素
queue.append(1)
queue.append(2)
queue.append(3)

# 从队列中取出元素
print(queue.pop(0))  # 输出：1
print(queue.pop(0))  # 输出：2
print(queue.pop(0))  # 输出：3

在上面的代码中，我们首先创建了一个空列表 queue，然后使用 append() 方法向队列中依次添加元素 1、2 和 3 。接着，我们使用 pop(0) 方法从队列中依次取出元素，并分别输出它们的值。由于队列遵循“先进先出”的原则，因此最先加入的元素 1 最先被取出，其次是 2 和 3。

• 需要注意的是，如果尝试从空队列中取出元素，将会引发 IndexError 异常。因此，在使用队列时应该先判断队列是否为空。例如，以下代码演示了如何在弹出元素前检查队列是否为空：

queue = []

if not queue:
    print("队列为空")

# 尝试从空队列中弹出元素
try:
    item = queue.pop(0)
except IndexError:
    print("队列已为空")
else:
    print(item)

在上面的代码中，我们首先创建了一个空列表 queue，然后使用 if not queue 判断队列是否为空。由于队列为空，因此输出一条提示信息。接着，我们使用 try...except...else... 结构来尝试从空队列中弹出元素。由于队列已经为空，因此将会引发 IndexError 异常，并输出一条提示信息。