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Python双端队列deque的实现

转载作者：qq735679552 更新时间：2022-09-27 22:32:09

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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.

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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 collectionsc = 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:

Python双端队列deque的实现

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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 collectionsc = 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:

Python双端队列deque的实现

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().

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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 collectionsimport threadingimport timedef 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))    returnc = 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:

Python双端队列deque的实现

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.

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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 collectionsa = 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:

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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.

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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 collectionsimport randomc1 = 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:

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