队列 | Python数据结构
队列抽象数据类型
Queue（）创建一个空队列。它不需要参数，且会返回一个空队列
enqueue（item）在队列的尾部添加一个元素。它不需要一个元素作为参数，不返回任何值
dequeue（）从队列的头部移除一个元素。它不需要参数，且会返回一个元素，并修改队列的内容。
is_empty（）检查队列是否为空。它不需要参数，且会返回一个布尔值。
size（）返回队列中元素的数目。它不需要参数，且会返回一个整数。
class MyQueue(object):
def __init__(self):
self.items = []
def enqueue(self, item):
self.items.append(item)
def dequeue(self):
return self.items.pop(0)
def is_empty(self):
return self.items == []
def size(self):
return len(self.items)
传土豆问题
这个游戏中，孩子们围成一圈，并依次尽可能快地传递一个土豆，大家停止传递，此时手中有土豆地孩子就得退出游戏。
其实这个问题可以见简化成如下问题
def hot_potato(name_list, num):
q = MyQueue()
for name in name_list:
q.enqueue(name)
while q.size() > 1:
for i in range(num):
q.enqueue(q.dequeue())
q.dequeue()
return q.dequeue()
模拟打印任务
主要步骤
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创建一个打印任务队列。每个任务到来时都会有一个时间戳。一开始，队列是空的。
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针对每一秒（currentSecond），执行以下操作。
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是否有新创建的打印任务？如果是，以currentSecond作为其时间戳并将该任务加入到队列中。
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如果打印机空闲，并且有正在等待执行的任务，执行以下操作：
1. 从队列中取出第一个任务并提交给打印机
2. 将该任务的等待时间存入一个列表，以备后用
3. 根据该任务的页数，计算执行时间
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打印机进行一秒的打印，同时从该任务的执行时间中减去一秒
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如果打印任务执行完毕，或者说任务需要的时间减为0，则说明打印机回到空闲状态。
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模拟完成后，根据等待时间列表中的值计算平均等待时间
Python实现
创建3个类：Printer、Task和PrintQueue。它们分别模拟打印机、打印任务和队列
class Printer(object):
def __init__(self, ppm):
self.pagerate = ppm # 初始化打印速度
self.current_task = None # 打印任务为空
self.time_ramaining = 0
def tick(self):
if self.current_task:
self.time_ramaining = self.time_ramaining - 1
if self.time_ramaining <= 0:
self.current_task = None
def busy(self):
if self.current_task:
return True
else:
return False
def start_next(self, new_task):
self.current_task = new_task
self.time_ramaining = new_task.getPages() * 60 / self.pagerate
class Task(object):
def __init__(self, time):
self.timestamp = time
self.pages = random.randrange(1, 21)
def get_stamp(self):
return self.timestamp
def wait_time(self, current_time):
return current_time - self.timestamp
def newPrintTask():
num = random.randrange(1, 181)
if num == 180:
return True
else:
return False
def simulation(num_seconds, pages_perminute):
labprinter = Printer(pages_perminute)
printQueue = MyQueue()
waitingtimes = []
for currentSecond in range(num_seconds):
if newPrintTask():
task = Task(currentSecond)
printQueue.enqueue(task)
if (not labprinter.busy()) and not printQueue.isEmpty():
nexttask = printQueue.dequeue()
waitingtimes.append( \
nexttask.waitTime(currentSecond))
labprinter.startNext(nexttask)
labprinter.tick()
averageWait = sum(waitingtimes) / len(waitingtimes)
print("Average Wait %6.2f secs %3d tasks remaining." % (averageWait, printQueue.size()))
双端队列
抽象数据类型
Deque（）创建一个空的双端队列。它不需要参数，且会返回一个空的双端队列。
add_front（）将一个元素添加到双端队列的前端。它接受一个元素作为参数，没有返回值。
add_rear（item）将一个元素添加到双端队列的后端。它接受一个元素作为参数，没有返回值。
remove_front（）从双端队列的前端移除一个元素。它不需要参数，且会返回一个元素，并修改双端队列的内容
remove_rear（）从双端队列的后端移除一个元素。它不需要参数，且会返回一个元素，并修改双端队列的内容。
is_empty（）检查双端队列是否为空。它不需要参数，且会返回一个布尔值
size（）返回双端队列中元素的数目。它不需要参数，且返回一个整数
class MyDeque(object):
def __init__(self):
self.items = []
def add_front(self, item):
self.items.insert(0, item)
def add_rear(self, item):
self.items.append(item)
def remove_front(self):
return self.items.pop(0)
def remove_rear(self):
return self.items.pop()
def is_empty(self):
return self.items == []
def size(self):
return len(self.items)
回文检测
def pal_checker(string):
char_deque = MyDeque()
for ch in string:
char_deque.add_rear(ch)
still_equal = True
while char_deque.size() > 1 and still_equal:
front = char_deque.remove_front()
rear = char_deque.remove_rear()
if front != rear:
still_equal = False
return still_equal
