Python雙端隊列deque的實現

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前言

雙端隊列deque支持從任意一端增加和刪除元素。其中，棧和隊列就是雙端隊列的退化形式，它們的輸入輸出被限制在某一端。

基本用法

首先，我們來看看容器collections.deque()函數的基本用法。具體代碼如下所示：

import collections

c = collections.deque('abcdefg')
print("輸出雙端隊列：", c)
print("雙端隊列的長度：", len(c))
print("前端值：", c[0])
print("末端值：", c[-1])

運行之後，效果如下：

基本用法

填充

因為它是雙端隊列，所以該隊列支持從任意一端添加或刪除元素。下面，我們來分別實現兩端的添加和刪除操作，具體代碼如下所示：

import collections

c = collections.deque()
#不使用構造函數初始化
c.extend("abcdefg")
#右端（末端）添加
c.append('h')
print(c)
#左端添加（前端）添加
c.extendleft('i')
print(c)
#末尾刪除
c.pop()
print(c)
#前端刪除
c.popleft()
print(c)
#隨便刪除
c.remove('c')
print(c)

運行之後，效果如下：

刪除

和使用list數組一樣，通過append進行添加，默認append從右端（末端）開始添加。如果想從前端開始添加，可以使用extendleft()函數。而刪除可以使用pop()函數從右端（末尾）開始刪除，popleft()從左端開始刪除。至於隨意刪除，可以直接使用remove()。

線程安全

雙端隊列是線程安全的，在實際應用中，我們可以在不同線程中同時從兩端消費隊列的內容。具體代碼如下所示：

import collections
import threading
import time

def getItem(lor, method):
    while True:
        try:
            next = method()
        except IndexError:
            break
        else:
            print("{0}:{1}".format(lor, next))
            time.sleep(0.1)
    print('{0}:None'.format(lor))
    return

c = collections.deque("abcdefg")
t1 = threading.Thread(target=getItem, args=('Left', c.popleft))
t2 = threading.Thread(target=getItem, args=('Right', c.popleft))
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()

運行之後，效果如下：

刪除

上面代碼中，兩個線程交替刪除元素，直至雙端隊列deque為空。可以看到，沒有重復的元素被刪除。

旋轉

雙端隊列deque的另一個很有用的方面是可以按任意一個方向旋轉，從而跳過一些元素。

比如將deque雙端隊列向右旋轉（使用一個正旋轉值）會從右端取元素，並把它們移動到左端。同理，向左旋轉（負值）則從左端將元素移值右端。

我們來看一端代碼就非常明白瞭：

import collections

a = collections.deque("abcdefg")
b = collections.deque("abcdefg")
c = collections.deque("abcdefg")
print(a)
b.rotate(2)
print(b)
c.rotate(-2)
print(c)

運行之後，效果如下：

旋轉

可以看到，b的前兩個字母被移動到前面。c的前兩個字母被移動到後面。

限制雙端隊列大小

在實際的雙端隊列操作中，我們可以設置雙端隊列deque實例的最大長度，使它不會超過這個大小。這種操作在查找長度不確定的流中最後n個元素非常有用。

我們先來看一段代碼：

import collections
import random

c1 = collections.deque(maxlen=5)
c2 = collections.deque(maxlen=3)

for i in range(8):
    r = random.randint(1, 100)
    print(r)
    c1.append(r)
    c2.append(r)
print(c1)
print(c2)

運行之後，效果如下：

限制大小

從上面代碼我們認識到，設置瞭雙端隊列deque最大長度，那麼不管你添加多少數據，長度永遠不變。同時，多餘添加的數據會依次按先後順序頂替掉最前面（左端）的值。

到此這篇關於Python雙端隊列deque的實現的文章就介紹到這瞭,更多相關Python雙端隊列deque內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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