栈（Stack）在计算机领域是一个被广泛应用的集合，栈是线性集合，访问都严格地限制在一段，叫做顶（top）。
举个例子，栈就想一摞洗干净的盘子，你每次取一个新盘子，都是放在这一摞盘子的最上头，当你往里面添加盘子的时候，也是放在最上面，处在底部的盘子，你可能永远也用不到。
栈的最常见操作，有如下两个：
push(a) # 压入，将a压入的栈中
pop(） # 弹出，将栈的最后一个元素弹出
可是使用Python的列表数据结构，来模拟栈的操作，使用append来模拟push，使用列表的pop来模拟栈的pop，但是这样做有一个弊端，那就是列表原本自带的操作方法同样能够使用，可能会造成混乱。
- 栈的实现
下面就通过借助Python的列表，来自定义一个栈类：
class Stack(object):
"""使用数组实现一个栈"""
def __init__(self):
self.data = []
def push(self, num):
"""压栈操作"""
self.data.append(num)
def pop(self):
"""返回从栈中弹出的元素, 当栈为空的时候, 抛出IndexError"""
return self.data.pop()
def peek(self):
"""查看当前栈顶的元素, 当栈为空的时候, 抛出IndexError"""
return self.data[-1]
def __len__(self):
"""返回栈的长度, 调用len(obj)时会自动调用obj对象的__len__方法"""
return len(self.data)
def isEmpty(self):
"""判断栈是否为空"""
return True if len(self.data)==0 else False
def clear(self):
"""清空栈"""
self.data = []
def __repr__(self):
"""当前对象的表现形式, 在终点直接键入对象时会调用"""
return 'Stack_' + str(self.data)
def __str__(self):
"""当前对象的字符串表示, 使用print(obj)时会调用"""
return 'Stack_' + str(self.data)
以上代码实现了一个简单的基于列表的栈。
- 栈的应用
栈应用的一个很典型的例子，就是检查括号是否匹配。
例如： 每一个开始的[后面，都应该跟着一个位置正确的]，并且每一个(后面，也应该跟着一个位置正确的结束的).
-
(...)...(...)匹配 -
(...)...(...不匹配 -
)...((...)不匹配
像第三个示例中，虽然左右括号的数量是相等的，但是也是不匹配的，所以不能通过简单的检查数量来实现括号的检测。
一种非常有效的解决方式就是使用栈： - 扫描整个字符串， 如果遇到一个开始的括号，将它压入到栈中
- 如果遇到一个结束的括号，检查栈顶的元素，如果是结束的括号，就将当前括号压入栈中，如果是开始的括号，检查与当前括号是否能配对，不能配对则不匹配
- 如果遇到一个结束的括号，并且当前栈为空的话，那么也是不匹配的。
代码实现如下：
def isBalance(text):
"""栈的应用,检查括号是否平衡"""
result_stack = Stack()
for i in text:
if i in ['{', '[', '(']:
result_stack.push(i)
elif i in ['}', ']', ')']:
# 遇到结束括号的情况
if result_stack.isEmpty():
# 如果当前栈为空, 不匹配,返回False
return False
chFromStack = result_stack.pop()
if not ((chFromStack == '{' and i == '}' )
or (chFromStack == '[' and i == ']')
or (chFromStack == '(' and i == ')')):
# 如果不满足匹配条件, 则返回False
return False
# 遍历结束后, 如果结果栈为空, 则代表括号匹配, 栈不为空, 括号不匹配
return result_stack.isEmpty()
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