关于堆栈实现的困惑

Question

第一个代码只有两行。

input = "hkiehs nimala"
print(input[::-1])

输出是 alamin sheikh

这是另一个代码，但输出也与 .

class Stack():
def __init__(self):
    self.items = []

def push(self, item):
    self.items.append(item)             

def pop(self):
    return self.items.pop()

def is_empty(self):
    return self.items == []

def peek(self):
    if not self.is_empty():
        return self.items[-1]
    
def get_stack(self):
    return self.items

def reverse_string(stack, input_str):
  for i in range(len(input_str)):
    stack.push(input_str[i])
    rev_str = ""
 while not stack.is_empty():
   rev_str += stack.pop()

   return rev_str

stack = Stack()
input_str = "alamin sheikh"
print(reverse_string(stack, input_str))

也输出：与第一个代码相同 但是为什么呢？ 这里的工作堆栈如何！

谢谢。

Answer 1

堆栈的工作原理是 LIFO（后进先出），如果你想想象它就像放在桌子上的一副牌，你插入的第一张牌就是最后一个在位（最多在底部）！！

现在解释代码，正如您在堆栈程序中看到的那样，您首先循环整个字符串并将每个字符添加到堆栈中，因此首先添加第一个字符，然后是第二个，然后是第三个......就像这样当堆栈完成后，您将获得最后一个字符！

您的所有操作都以图形方式呈现：

然后您查看堆栈并拾取其最顶部的元素，因此字符串的反转形式！希望你理解，如果有任何问题，请在 cmets 中写下 :)

Answer 2

试试这个作为一个实验：拿四件你可以堆叠的东西，比如四枚不同的硬币。按从左到右的顺序排列它们。从左到右，将它们一一叠起来（所以最左边的硬币在堆栈的底部，之后的硬币在顶部，等等）。现在将它们从堆栈中取出并从左到右放置，因此您从堆栈中取出的第一件事是在左侧，您从堆栈中取出的第二件事就在旁边，等等。Presto - 他们'与他们开始时的顺序相反！

“堆栈”数据结构的工作方式完全相同，这就是它被称为“堆栈”的原因。每次你把东西放在一个堆栈上时，它都会在顶部，所以如果你把字母A、B、C和D按顺序放在一个堆栈上，它们就会按顺序从从下到上，D 在上：

            ->D
        ->C   C
    ->B   B   B
->A   A   A   A

当你“弹出”一个堆栈时，你会移除最上面的项目。如果你从堆栈中弹出每个元素，并将每个元素添加到一个字符串中，会发生以下情况：

   "" + "D"<-D
             C
             B
             A


  "D" + "C"<-C
             B
             A


 "DC" + "B"<-B
             A


"DCB" + "A"<-A

所以最后，字符串的顺序与开始时的顺序相反，就像你的四个硬币一样！

这种结构的另一个名称是“先进后出”（FILO）——您首先放入其中的东西就是您将要从中取出的最后东西，这就是您最终得到的东西如果您将一堆东西放入然后全部取出，则顺序相反。

Answer 3

您概述的两种方法来自根本不同的角度。第一种方法，使用列表索引和切片，是处理可迭代对象（例如列表、字符串、元组或生成器）的 Pythonic 方式。在这种情况下，数据存储为字符串 ("alamin sheikh")，并通过 [::-1] 以相反的顺序返回。来自Python documentation：

>>> L = range(10)
>>> L[::2] # every other element
[0, 2, 4, 6, 8]
>>> L[::-1] # reverse list
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
>>> s='abcd'
>>> s[::2] # every other character
'ac'
>>> s[::-1] # reverse string
'dcba'

第二种方法使用stack 数据结构来存储元素。理解堆栈的一种直观方法是从字面上想象一摞书。当有一堆书时，堆顶的书将是最近放置的书；最下面的那本是不久前放在堆里的一本书。在 CS 术语中，这称为 LIFO，或“后进先出”。

提供的源代码是堆栈数据结构的 Python 实现，使用列表实现。由于您的问题似乎专门询问 reverse_string 函数如何与 Stack 类的实例一起使用，因此我将在这方面进行放大。

我们可以分解reverse_string的作用如下：

• 将input_str 存储在作为参数传递给函数的stack 对象中
• 从stack 弹出元素直到stack 为空

让我们看一个input_str = "alamin sheikh" 的例子。首先，在代码的 for 循环部分，我们遍历输入字符串并将每个字符压入堆栈。当我们完成推送后，stack 对象的内容将如下所示。

["a", "l", "a", "m", "i", "n", " ", "s", "h", "e", "i", "k", "h"]

现在我们进入第 2 步，将元素从堆栈中弹出。回想一下，堆栈遵循 LIFO 结构。在这种情况下，最后一个字符"h" 是最后一个被压入堆栈的元素。因此，它将是第一个从列表中弹出的。

# after first pop
rev_str = "h"
["a", "l", "a", "m", "i", "n", " ", "s", "h", "e", "i", "k"]

如果我们对stack 中的其余元素继续这些步骤，我们最终会得到反转的字符串。