python之队列实现

一、用列表模拟队列

队列支持先进先出的协议。与栈一样，也可以用列表来模拟队列，列表的哪一端是队头，哪一端是队尾，都无关紧要。最简单的策略就是使用列表的append方法来把项添加到队列的队尾，并且使用列表的pop(0)方法从列表的前面删除项并返回它。用这种方法的主要缺点是：所有其他的列表操作也可以操作这个栈，包括任意位置插入、替换和删除元素，这些操作就违反了队列作为一种抽象数据类型的本意。

1.1 队列方法

队列方法	作用
q.isEmpty()	如果为空，返回True，否则返回False
q.size()	返回q中项目的数目
q.iter()	从队头到队尾，访问q中的每一项
q.add(item)	在q的队尾添加item
q.pop()	在q的队头删除一项，并返回该项。先验条件：q必须不为空，如果栈为空，将抛出KeyError
q.peek()	返回q的队头的项，先验条件：q必须不为空，如果栈为空，将抛出KeyError
q.clear()	将q清空

1.2用列表实现队列的代码：

#用列表实现队列
class Queue:
    """A list_based queue implementation."""
    
    # Constructor
    def __init__(self):
        """Sets the initial state of self,and the initial state is []"""
        self.items = []
    
    # Accessor methods
    def iter(self):
         """Supports iteration over a view of self.
         Visits items from bottom to top of queue."""
         for i in range(len(self.items)):
             yield self.items[i]
         
    def isEmpty(self):
        """Returns True if len(self) == 0, or False otherwise."""
        return len(self.items)==0

    def peek(self):
        """
        Returns the item at the top of the queue.
        Precondition: the queue is not empty.
        Raises: KeyError if the queue is empty."""
        if self.isEmpty():
            raise KeyError("The queue is empty.")
        return self.items[0]
     
    def size(self):
        """return the len(self)"""
        return len(self.items)
    
    # Mutator methods
    def clear(self):
        """Makes self become empty."""
        self.items = []
        
    def add(self, item):
        """Adds item to the top of the queue."""
        self.items.append(item)
   
    def pop(self):
        """
        Removes and returns the item at the top of the queue.
        Precondition: the queue is not empty.
        Raises: KeyError if the queue is empty.
        Postcondition: the top item is removed from the queue."""
        if self.isEmpty():
            raise KeyError("The queue is empty.")
        return self.items.pop(0) 

1.3 测试队列

if __name__=='__main__':
    q=Queue()
    q.add(1)
    q.add(2)
    q.add(3)
    print(list(q.iter()))       #return:[1,2,3]
    print(q.size())             #return:3
    print(q.pop())              #return:1
    print(q.peek())             #return:2
    print(q.pop())              #return:2
    print(q.pop())              #return:3
    #若在此处添加一句：q.pop()或q.peek()，将报错："The queue is empty."
    q.clear()
    print(q.isEmpty())          #return:True