Python之简单理解栈和队列

一、栈

1、栈的概念

栈是一种后进先出（LIFO, Last In First Out）的数据结构。

想象一摞盘子：

• 你只能往最上面放盘子（入栈 / push）

• 也只能从最上面拿盘子（出栈 / pop）

• 最晚放上去的，最先被拿走

2、用列表的方法实现栈

3、示例：栈基础语法演示

stack = []          # 空栈

stack.append(1)     # 入栈 1
print(stack)        # [1]

stack.append(2)     # 入栈 2
print(stack)        # [1, 2]

stack.append(3)     # 入栈 3
print(stack)        # [1, 2, 3]

top = stack.pop()   # 出栈 → 拿走最后一个
print(top)          # 3
print(stack)        # [1, 2]

top = stack.pop()   # 再出栈
print(top)          # 2
print(stack)        # [1]

print(stack[-1])    # 看栈顶，不删除 → 1

运行过程：

append(1): 1 放一个

append(2): 1, 2 再放一个

append(3): 1, 2, 3 再放一个

pop(): 1, 2 拿走 3（最后放的先被拿走）

pop(): 1 拿走 2

4、图文概括

二、队列

1、队列的概念

队列是一种先进先出（FIFO, First In First Out）的数据结构。

想象排队买奶茶：

• 先来的人先买到（先进先出）

• 后来的人后买到

• 新来的人只能排在队尾

• 买到的人从队头离开

2、单线程，推荐用collections.deque创建队列

（1）示例1：队列基础语法演示

from collections import deque

q = deque()          # 空队列

q.append(1)          # 入队 1
print(q)             # deque([1])

q.append(2)          # 入队 2
print(q)             # deque([1, 2])

q.append(3)          # 入队 3
print(q)             # deque([1, 2, 3])

first = q.popleft()  # 出队 → 拿走最前面的
print(first)         # 1
print(q)             # deque([2, 3])

first = q.popleft()  # 再出队
print(first)         # 2
print(q)             # deque([3])

print(q[0])          # 看队头，不删除 → 3

运行过程：

append(1): 1 1 来排队

append(2): 1, 2 2 排到队尾

append(3): 1, 2, 3 3 排到队尾

popleft(): 2, 3 1 买完走了（最先来的先走）

popleft(): 3 2 买完走了

（2）示例2：打印任务队列

from collections import deque

print_queue = deque()

# 三个人陆续提交打印任务
print_queue.append("小明的文档")
print_queue.append("小红的图片")
print_queue.append("小刚的表格")

print("当前排队：", print_queue)

# 打印机逐个处理
while print_queue:
    job = print_queue.popleft()
    print(f"正在打印：{job}")

print("所有任务完成！")

运行结果：

当前排队： '小明的文档', '小红的图片', '小刚的表格'

正在打印：小明的文档

正在打印：小红的图片

正在打印：小刚的表格

所有任务完成！

3、多线程，推荐用线程安全的队列 queue.Queue

import queue
import threading
import time

q = queue.Queue()

def producer():
    for i in range(5):
        q.put(i)                    # 入队
        print(f"生产：{i}")
        time.sleep(0.3)

def consumer():
    while True:
        item = q.get()              # 出队
        print(f"消费：{item}")
        q.task_done()

t1 = threading.Thread(target=producer)
t2 = threading.Thread(target=consumer, daemon=True)
t1.start(); t2.start()
t1.join()
time.sleep(1)

4、图文概括