python进阶学习笔记-双向队列deque

列表用作队列

利用 .append 和 .pop 方法，我们可以把列表当作栈或者队列来用（比如，把 .append和 .pop(0) 合起来用，就能模拟栈的“先进先出”的特点）。但是删除列表的第一个元素（抑或是在第一个元素之前添加一个元素）之类的操作是很耗时的，因为这些操作会牵扯到移动列表里的所有元素。

双向队列

collections.deque 类（双向队列）是一个线程安全、可以快速从两端添加或者删除元素的数据类型。而且如果想要有一种数据类型来存放“最近用到的几个元素”，deque 也是一个很好的选择。这是因为在新建一个双向队列的时候，你可以指定这个队列的大小，如果这个队列满员了，还可以从反向端删除过期的元素，然后在尾端添加新的元素。
但是从队列中间删除元素的操作会慢一些，因为它只对在头尾的操作进行了优化。
接下来的示例中有几个双向队列的典型操作。

eg：

>>> from collections import deque
>>> dq = deque(range(10), maxlen=10) #maxlen 是一个可选参数，代表这个队列可以容纳的元素的数量，而且一旦设定，这个属性就不能修改了
>>> dq
deque([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], maxlen=10)
>>> dq.rotate(3) #队列的旋转操作接受一个参数 n，当 n > 0 时，队列的最右边的 n 个元素会被移动到队列的左边。当 n < 0 时，最左边的 n 个元素会被移动到右边
>>> dq
deque([7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6], maxlen=10)
>>> dq.rotate(-4)
>>> dq
deque([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0], maxlen=10)
>>> dq.appendleft(-1) #当试图对一个已满（len(d) == d.maxlen）的队列做尾部添加操作的时候，它头部的元素会被删除掉。注意在下一行里，元素 0 被删除了
>>> dq
deque([-1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], maxlen=10)
>>> dq.extend([11, 22, 33]) #在尾部添加 3 个元素的操作会挤掉 -1、1 和 2，这里是添加了一个列表
>>> dq
deque([3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 22, 33], maxlen=10)
>>> dq.extendleft([10, 20, 30, 40]) #extendleft(iter) 方法会把迭代器里的元素逐个添加到双向队列的左边，因此迭代器里的元素会逆序出现在队列里
>>> dq
deque([40, 30, 20, 10, 3, 4, 5, 6, 7, 8], maxlen=10)

语法：deque(序列, maxlen=n)，创建一个容量为n的序列队列，但是两个参数都是可选的，如果没有指定序列，默认创建一个空序列，若没有指定长度，默认无限长度。可以存储n个数，当添加第n+1个数时，第1个数自动被挤出。

deque创建的对象所支持的方法（通过 .方法 方式调用即可）：
append(x)：将x添加到双端队列的右侧。
appendleft(x)：将x添加到双端队列的左侧。
clear()：删除deque中的所有元素，使其长度为0。
copy()：创建一个deque的浅表副本。3.5版本中的新功能。
count(x)：计算deque元素的数量等于x。3.2版本中的新功能。
extend(iterable)：通过追加iterable参数中的元素来扩展双端队列的右侧。
extendleft(iterable)：通过追加iterable中的元素来扩展双端队列的左侧。请注意，一系列左边追加结果会颠倒迭代参数中元素的顺序。
index(x[, start[, stop]])：返回deque中的x的位置（在索引开始处或索引停止之前）。如果未找到，则返回第一个匹配或引发ValueError。
insert(i, x)：将x插入位置i处的deque中。3.5版本中的新功能。如果插入会导致有界的deque超出maxlen，则会引发IndexError。
pop()：从deque的右侧移除并返回一个元素。 如果没有元素存在，则引发IndexError。
popleft()：从deque的左侧移除并返回一个元素。 如果没有元素存在，则引发IndexError。
remove(value)：删除第一次出现的值。 如果找不到，则会引发ValueError。
reverse()：反序排列deque的元素，然后返回None。New in version 3.2。
rotate(n)：向右旋转deque n个步。 如果n为负数，则向左旋转。也就是当deque不为空时，向右旋转一个等同d.appendleft(d.pop())，向左旋转一个等同d.append(d.popleft())。

列表和双向队列方向对比（这里直接上的截图）：

其他操作队列的标准库

1.queue

提供了同步（线程安全）类 Queue、LifoQueue 和 PriorityQueue，不同的线程可以利用这些数据类型来交换信息。这三个类的构造方法都有一个可选参数 maxsize，它接收正整数作为输入值，用来限定队列的大小。但是在满员的时候，这些类不会扔掉旧的
元素来腾出位置。相反，如果队列满了，它就会被锁住，直到另外的线程移除了某个元素而腾出了位置。这一特性让这些类很适合用来控制活跃线程的数量。

2.multiprocessing

这个包实现了自己的 Queue，它跟 queue.Queue 类似，是设计给进程间通信用的。同时还有一个专门的 multiprocessing.JoinableQueue 类型，可以让任务管理变得更方便。

3.asyncio

Python 3.4 新提供的包，里面有 Queue、LifoQueue、PriorityQueue 和JoinableQueue，这些类受到 queue 和 multiprocessing 模块的影响，但是为异步编程里的任务管理提供了专门的便利。

4.heapq

跟上面三个模块不同的是，heapq 没有队列类，而是提供了 heappush 和 heappop方法，让用户可以把可变序列当作堆队列或者优先队列来使用。

这几个库就暂时先不深入了解了，毕竟我还没有使用到它们，哈哈哈哈哈

今天的分享就到这里结束咯~有什么问题请大家指出，我一定会及时修改 ~ ~ ~