Python栈应用实例详解（从零开始掌握栈数据结构的实战技巧）

在Python中如何实现栈？

Python 的 list 类型天然支持栈的操作。我们可以使用 append() 方法来“入栈”（push），使用 pop() 方法来“出栈”（pop）。

基本栈操作示例

# 创建一个空栈stack = []# 入栈（push）stack.append('A')stack.append('B')stack.append('C')print("当前栈内容:", stack)  # 输出: ['A', 'B', 'C']# 出栈（pop）top_element = stack.pop()print("弹出的元素:", top_element)  # 输出: Cprint("栈剩余内容:", stack)       # 输出: ['A', 'B']

Python栈应用实例详解

下面我们通过三个经典场景，详细演示栈实例详解的实际应用。

1. 括号匹配检查器

在编写代码时，括号是否匹配非常重要。我们可以用栈来验证字符串中的括号是否成对出现。

def is_balanced(expression):    stack = []    # 定义括号映射    mapping = {')': '(', '}': '{', ']': '['}        for char in expression:        if char in mapping.values():            # 如果是左括号，入栈            stack.append(char)        elif char in mapping.keys():            # 如果是右括号            if not stack or stack.pop() != mapping[char]:                return False        # 栈为空说明所有括号都匹配    return len(stack) == 0# 测试print(is_balanced("{[()]}"))   # Trueprint(is_balanced("{[(])}"))   # Falseprint(is_balanced("{{[[(())]]}}"))  # True

2. 十进制转二进制

利用栈的 LIFO 特性，可以方便地将十进制数转换为二进制表示。

def decimal_to_binary(num):    stack = []    if num == 0:        return "0"        while num > 0:        remainder = num % 2        stack.append(str(remainder))        num = num // 2        # 由于栈是后进先出，直接依次弹出即为正确顺序    binary = ''    while stack:        binary += stack.pop()        return binary# 测试print(decimal_to_binary(10))  # 输出: "1010"print(decimal_to_binary(23))  # 输出: "10111"

3. 浏览器的“后退”功能模拟

浏览器的“后退”按钮本质上就是一个栈的应用：每次访问新页面就入栈，点击后退就出栈。

class BrowserHistory:    def __init__(self):        self.history = []        def visit(self, url):        self.history.append(url)        print(f"访问: {url}")        def back(self):        if len(self.history) > 1:            current = self.history.pop()            previous = self.history[-1]            print(f"从 {current} 返回到 {previous}")            return previous        else:            print("无法后退")            return None# 使用示例browser = BrowserHistory()browser.visit("https://www.example.com")browser.visit("https://www.example.com/news")browser.visit("https://www.example.com/sports")browser.back()  # 返回 newsbrowser.back()  # 返回 example.com

总结

通过以上几个Python栈应用实例，你应该已经掌握了栈的基本操作和常见用途。栈虽然简单，但在算法、编译器设计、表达式求值、函数调用等场景中无处不在。希望这篇Python编程教程能帮助你打下坚实的基础！

记住，多动手实践是掌握编程的关键。尝试自己修改上述代码，或者思考其他可以用栈解决的问题吧！