详解Python的collections模块中的deque双端队列结构
admin
2023-08-01 22:10:35
0

deque 是 double-ended queue的缩写,类似于 list,不过提供了在两端插入和删除的操作。

  • appendleft 在列表左侧插入
  • popleft 弹出列表左侧的值
  • extendleft 在左侧扩展

例如:

queue = deque()
# append values to wait for processing
queue.appendleft(\"first\")
queue.appendleft(\"second\")
queue.appendleft(\"third\")
# pop values when ready
process(queue.pop()) # would process \"first\"
# add values while processing
queue.appendleft(\"fourth\")
# what does the queue look like now?
queue # deque([\'fourth\', \'third\', \'second\'])

作为一个双端队列,deque还提供了一些其他的好用方法,比如 rotate 等,下面我们一起来看一下:

填充
deque可以从任意一端填充,在python实现称为“左端”和“右端”。

import collections
d1 = collections.deque()
d1.extend(\'abcdefg\')
print \'extend:\', d1
d1.append(\'h\')
print \'append:\', d1
d2 = collections.deque()
d2.extendleft(xrange(6))
print \'extendleft\', d2
d2.appendleft(6)
print \'appendleft\', d2

extendleft()迭代处理其输入,对每个元素完成与appendleft()相同的处理。

extend: deque([\'a\', \'b\', \'c\', \'d\', \'e\', \'f\', \'g\'])
append: deque([\'a\', \'b\', \'c\', \'d\', \'e\', \'f\', \'g\', \'h\'])
extendleft deque([5, 4, 3, 2, 1, 0])
appendleft deque([6, 5, 4, 3, 2, 1, 0])

利用
可以从两端利用deque元素,取决于应用的算法。

import collections
print \"From the right:\"
d = collections.deque(\'abcdefg\')
while True:
 try:
  print d.pop(),
 except IndexError:
  break
print
print \"\\nFrom the left:\"
d = collections.deque(xrange(6))
while True:
 try:
  print d.popleft(),
 except IndexError:
  break
print

使用pop()可以从deque右端删除一个元素,使用popleft()可以从deque左端删除一个元素。

From the right:
g f e d c b a

From the left:
0 1 2 3 4 5

由于双端队列是线程安全的,可以在不同的线程中同时从两端利用队列的内容。

import collections
import threading
import time
candle = collections.deque(xrange(5))
def burn(direction, nextSource):
 while True:
  try:
   next = nextSource()
  except IndexError:
   break
  else:
   print \'%8s: %s\' % (direction, next)
   time.sleep(0.1)
 print \'%8s done\' % direction
 return
left = threading.Thread(target=burn, args=(\'Left\', candle.popleft))
right = threading.Thread(target=burn, args=(\'Right\', candle.pop))
left.start()
right.start()
left.join()
right.join()

线程交替处理两端,删除元素,知道这个deque为空。

 Left: 0 Right: 4

 Right: 3 Left: 1

 Right: 2 Left done

 Right done

旋转
deque另外一个作用可以按照任意一个方向旋转,而跳过一些元素。

import collections
d = collections.deque(xrange(10))
print \'Normal:\', d
d= collections.deque(xrange(10))
d.rotate(2)
print \'Right roration:\', d
d = collections.deque(xrange(10))
d.rotate(-2)
print \'Left roration:\', d

结果:

Normal: deque([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
Right roration: deque([8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
Left roration: deque([2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1])

再举个例子:

# -*- coding: utf-8 -*-
\"\"\"
下面这个是一个有趣的例子,主要使用了deque的rotate方法来实现了一个无限循环
的加载动画
\"\"\"
import sys
import time
from collections import deque
fancy_loading = deque(\'>--------------------\')
while True:
 print \'\\r%s\' % \'\'.join(fancy_loading),
 fancy_loading.rotate(1)
 sys.stdout.flush()
 time.sleep(0.08)

输出结果:

# 一个无尽循环的跑马灯 
------------->------- 

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