Python双端队列deque的实现

前言

双端队列deque支持从任意一端增加和删除元素。其中，栈和队列就是双端队列的退化形式，它们的输入输出被限制在某一端。

基本用法

首先，我们来看看容器collections.deque()函数的基本用法。具体代码如下所示：

import collections

c = collections.deque('abcdefg')
print("输出双端队列：", c)
print("双端队列的长度：", len(c))
print("前端值：", c[0])
print("末端值：", c[-1])

运行之后，效果如下：

填充

因为它是双端队列，所以该队列支持从任意一端添加或删除元素。下面，我们来分别实现两端的添加和删除操作，具体代码如下所示：

import collections

c = collections.deque()
#不使用构造函数初始化
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)
#末尾删除
c.pop()
print(c)
#前端删除
c.popleft()
print(c)
#随便删除
c.remove('c')
print(c)

运行之后，效果如下：

和使用list数组一样，通过append进行添加，默认append从右端（末端）开始添加。如果想从前端开始添加，可以使用extendleft()函数。而删除可以使用pop()函数从右端（末尾）开始删除，popleft()从左端开始删除。至于随意删除，可以直接使用remove()。

线程安全

双端队列是线程安全的，在实际应用中，我们可以在不同线程中同时从两端消费队列的内容。具体代码如下所示：

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()

运行之后，效果如下：

上面代码中，两个线程交替删除元素，直至双端队列deque为空。可以看到，没有重复的元素被删除。

旋转

双端队列deque的另一个很有用的方面是可以按任意一个方向旋转，从而跳过一些元素。

比如将deque双端队列向右旋转（使用一个正旋转值）会从右端取元素，并把它们移动到左端。同理，向左旋转（负值）则从左端将元素移值右端。

我们来看一端代码就非常明白了：

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)

运行之后，效果如下：

可以看到，b的前两个字母被移动到前面。c的前两个字母被移动到后面。

限制双端队列大小

在实际的双端队列操作中，我们可以设置双端队列deque实例的最大长度，使它不会超过这个大小。这种操作在查找长度不确定的流中最后n个元素非常有用。

我们先来看一段代码：

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)

运行之后，效果如下：

从上面代码我们认识到，设置了双端队列deque最大长度，那么不管你添加多少数据，长度永远不变。同时，多余添加的数据会依次按先后顺序顶替掉最前面（左端）的值。

到此这篇关于python双端队列deque的实现的文章就介绍到这了,更多相关python双端队列deque内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！