使用链表实现 Python 堆栈并访问堆栈中的项目

Question

我正在尝试使用链表实现堆栈。我已经编写了下面的代码，请您帮忙改进代码我想插入五只大动物的名字并按大小顺序排列 => 如下大象（约 5 吨 +） , 犀牛 （约 2 吨）、Buffalo（650 公斤）、Lion（225 公斤）和 Leopard（96 公斤）。

我该如何进行以下操作

1.返回第一个和最后一个元素（动物名称） 当元素按升序排序时

下面是我的代码

class Node:
     
    # Class to create nodes of linked list
    # constructor initializes node automatically
    def __init__(self,data):
        self.data = data
        self.next = None
     
class Stack:
     
    # head is default NULL
    def __init__(self):
        self.head = None
     
    # Checks if stack is empty
    def isempty(self):
        if self.head == None:
            return True
        else:
            return False
     
    # Method to add data to the stack
    # adds to the start of the stack
    def push(self,data):
         
        if self.head == None:
            self.head=Node(data)
             
        else:
            newnode = Node(data)
            newnode.next = self.head
            self.head = newnode

    def find_animal(self, data):
        big_head = self.head
        index = 0
        while big_head.next:
            if big_head.data == data:
                print(f'{big_head.data} at index {index}')

            index += 1
            big_head = big_head.next


    # Remove element that is the current head (start of the stack)
    def pop(self):
         
        if self.isempty():
            return None
             
        else:
            # Removes the head node and makes
            #the preceding one the new head
            poppednode = self.head
            self.head = self.head.next
            poppednode.next = None
            return poppednode.data
     
    # Returns the head node data
    def peek(self):
         
        if self.isempty():
            return None
             
        else:
            return self.head.data
     
    # Prints out the stack    
    def display(self):
         
        iternode = self.head
        if self.isempty():
            print("Stack Underflow")
         
        else:
             
            while(iternode != None):
                 
                print(iternode.data,"->",end = " ")
                iternode = iternode.next
            return
   

# Driver code
The_Big_Five = Stack()
The_Big_Five.push("Leopard")
The_Big_Five.push("Lion") 
The_Big_Five.push("Buffalo") 
The_Big_Five.push("Rhinoceros")
The_Big_Five.push("Elephant")

# Code for printing linked list

The_Big_Five.display()

# Code for sorting the linked list
sorted_Big_5 =sorted(The_Big_Five)

#Printing the sorted list
print(sorted_Big_5)

#Printing the first element of the sorted linked list
print(sorted_Big_5[0])

#printing the last element of the sorted  linked list
print(sorted_Big_5[-1])

Answer 1

1. 您想要的不是Stack。这是Priority Queue 或Heap。

2. 有些动物比大象重，比豹子轻。你怎么知道用户会将哪种动物推入堆栈？所以您在Node 类中使用的数据可能是一个字典，其最简单的形式是带有size 键。

   class Node:
   
        def __init__(self, name: str, size: int):
             animal_data = {'name': name, 'size': size}
             self.data = animal_data
             self.next = None
   

3. 当您将新数据推送到Stack 时，您必须按data 类中data 属性中的size 键对堆栈进行排序。因此，无论何时显示堆栈，都会首先显示较重的动物。

4. 要返回第一个元素，您可以使用self.head 属性，但对于最后一个元素，您必须更改链表的结构。您使用的这种类型的链表是Singly Linked List，但您必须使用Doubly Linked List，它有一个名为Tail 的额外属性，并且当Pushing 进入堆栈和Popping 来自堆栈时会有不同的行为。

5. Python 有 heapq 模块，可以用 list 实现你想要的一切。要拥有Heap 和Linked List，您必须自己实现它。还有deque 模块，它是双链表的堆栈和队列的实现。

您可以在这里阅读更多关于 Python 中的堆、队列和堆栈的信息：

• The Python heapq Module: Using Heaps and Priority Queues
• Python's deque: Implement Efficient Queues and Stacks
• Linked Lists in Python: An Introduction