python数据结构堆栈

堆

堆是一种树形结构：满足两个主要性质

• 堆是一种完全二叉树：堆中所有层级除了最后一层都是完全填满的，且最后一层的节点都是向左排列
• 堆中的任意节点都不大于（或不小于）其子节点的值，这也是堆的属性

import heapq as hp
import numpy as np

data=np.arange(10)
np.random.shuffle(data)

# 定义一个heap列表
heap=[]
#将数据堆入
for i in data:
    hp.heappush(heap,i)

print(heap)

hp.heappush(heap,100)

print('列表中最小元素',hp.heappop(heap))  #弹出最小元素

# heapify(heap) 可以将任意的列表转换为堆
data=np.random.randint(1,100,size=(10)).tolist()
print(data)
print('转换前',type(data))
hp.heapify(data)
print('转换后',type(data))

print('列表中最小元素',hp.heappop(data))

# heapreplace(heap,n) 弹出最小元素并且被n替代
hp.heapreplace(data,1000)
print(data)

# nlargest(n,heap)  #返回第n个最大值
print('第一个最大值',hp.nlargest(1,data))
print('第二个最大值',hp.nlargest(2,data))

#nsmallest(n,heap) #返回第n个最小值
print('第一个最小值',hp.nsmallest(1,data))
print('第二个最小值',hp.nsmallest(2,data))

# 合并堆
data1=np.random.randint(1,10,5).tolist()
data2=np.random.randint(1,10,5).tolist()
hp.heapify(data1)
hp.heapify(data2)
merged=list(hp.merge(data1,data2))  #合并两个堆
print('合并堆',list(merged))
print('data1',data1)

# 堆排序
# merged=hp.merge(data1,data2)
print('堆排序前',list(merged))
sortd_data=[hp.heappop(merged) for _ in range(len(list(merged)))]
print('堆排序后',sortd_data)

栈

栈是一种线性结构，特点是后进先出。栈主要有两个操作，分别为压栈和弹栈。压栈是将数据压入栈顶，弹栈主要是从栈顶弹出元素。

栈的特点：

• 后进先出
• 栈的容量是固定的，当栈达到最大容量的时候，再次压栈会导致溢出
• 栈的元素不可以随机访问，每次只能通过弹栈来获取栈顶元素