python数据结构之队列（queue）

1.队列

队列是一种特殊的线性表，先进先出，只允许在前端进行删除，在后端进行插入操作，它的操作方式与堆栈类似，区别在于队列只允许在后端插入数据。

在python中有相应的类：

import Queue

q = Queue.Queue()

for i in range(4):
    q.put(i) #将一个值放入队列中

while not q.empty():
    print q.get(), #将值取出
#先进先出的，你应该猜到了会输出什么。
0 1 2 3

条件：

• 如果列表中只有一个元素，头节点和末节点均可指向它
• 如果列表中没有元素， 头节点和末节点的指针均指向None

• 要一个空队列出队，返回None

  2.入队

  入队需要分为两种情况：

• 要入的队为空队列

• 要入的队为非空队列

因此设计相应的算法：

1. 如果列表为空，头节点和末节点均指向新节点node
2. 否则，放到末节点之后

class Node(object):

    def __init__(self,data):
        self.data = data
        self.next = None

class Queue(object):
    def __init__(self):
        self.head = None
        self.tail = None
    def enqueue(self,data):
        node = Node(data)
        if self.head is None and self.tail is None:
            self.head = node
            self.tail = node
        else:
            self.tail.next = node
            self.tail = node

算法的时间，空间复杂度均为O(1)

3.出队

出队则要分成三种情况讨论：
要出的队列为空，只有一个节点，或者有不止一个节点，设计如下算法：

• 如果list为空，返回None

• if list有一个节点
  2.1 存储头节点的值
  2.2 把头，尾节点指向None
  2.3 返回头节点的值

• else：
  3.1 存储头节点的值
  3.2 将头节点转到下一个节点
  3.3 返回头节点的值

    def dequeue(self):
        if self.head is None and self.tail is None:
            return None
        data = self.head.data
        if self.head == self.tail:
            self.head = None
            self.tail = None
        else:
            self.head = self.head.next
        return data

算法的时间，空间复杂度均为O(1)

4.后进先出队列

q = Queue.LifoQueue()

for i in range(5):
    q.put(i)

while not q.empty():
    print q.get(),
    #输出：4 3 2 1 0