日常生活中栈的例子


栈是一种有序的线性存储结构,一端可以进行插入和删除操作,遵循先进后出的原则。在生活中,典型的实例就是叠放的一摞盘子,我们通常只在最上面放上或取下盘子。在计算机中,浏览器的返回操作就是一个典型的栈实例,访问的网页地址被存放在栈中,栈顶是最近访问的页面。

在Python中,列表由于其有序性和自带的方法,可以很好地作为栈的底层实现。将列表的一端作为栈的可操作端,也就是栈顶。将栈抽象为类,栈的先进后出操作实现为类的方法。

使用列表的append和pop方法,可以方便地对列表尾部进行操作,因此将列表尾部作为栈顶,插入和删除操作的复杂度都为O(1)。以下是栈的Python实现:

定义一个Stack类,通过Stack()建立空栈。这个类提供了以下操作方法:

1. is_empty:判断栈是否为空

2. push:将新元素添加到栈顶

3. pop:返回并删除栈顶元素

4. size:返回栈的大小

这是栈的最简单实现,实际应用中可能还需要进行更多操作,比如限定栈的大小、对push和pop操作进行异常处理等。还可以增加更多方法,比如栈的输出和翻转等。

在计算机中,二进制是非常重要的,因为计算机只能识别0和1。生活中常用的十进制与计算机中的二进制之间的转换非常普遍。以十进制数233为例,其二进制表示为11101001。我们可以通过“除2”算法得到二进制数。这个算法假设我们从大于0的整数开始,不断将十进制数除以2并余数。第一个除以2的余数表示这个数是偶数还是奇数。偶数余数为0,记为0;奇数余数为1,记为1。我们将得到的二进制数构建为数字序列,第一个余数实际上是二进制序列中的最后一个数字。这个问题展现了先进后出的属性,说明栈可以作为解决这个问题的数据结构。

下面是在Python中实现正整数十进制到二进制转换的代码,基于之前定义的Stack类: