什么是队列?
队列,与栈类似,是有序集合。添加操作发生在 “尾部”,移除操作只发生在 “头部”。新元素只从尾部进入队列,然后一直向前移动到头部,直到成为下一个被移除的元素。
最新添加的元素必须在队列的尾部等待,在队列中时间最长的元素则排在最前面。这种排序原则被称作FIFO(first-in first-out),即先进先出,也称先到先得。在日常生活中,我们经常排队,这便是最简单的队列例子。进电影院要排队,在超市结账要排队,买咖啡也要排队。好的队列只允许一头进,另一头出,不可能发生插队或者中途离开的情况。
构建一个队列
如前所述,队列是元素的有序集合,添加操作发生在其尾部,移除操作则发生在头部。队列的操作顺序是 FIFO,它支持以下操作。
- 创建一个空队列。它不需要参数,且会返回一个空队列。
Queue()
- 在队列的尾部添加一个元素。 它需要一个元素作为参数,不返回任何值。
enqueue(item)
- 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。
dequeue()
- 检查队列是否为空。它不需要参数, 且会返回一个布尔值。
isEmpty()
- 返回队列中元素的数目。它不需要参数,且会返回一个整数。
size()
与构建栈一样,我们利用简洁强大的列表来实现队列。
需要确定列表的哪一端是队列的尾部,哪一端是头部。 我们假设队列的尾部在列表的位置0处。 如此一来,便可以使用 insert 函数向队列的尾部添加新元素。pop 则可用于移除队列头部的元素(列表中的最后一个元素)。这意味着添加操作的时间复杂度是O(n),移除操作则是O(1)。
队列实现代码如下:
class Queue:
def __init__(self):
self.items = [] # 构建空队列
print("你创建了一个队列")
def isEmpty(self):
return self.items ==[] # 判断是否为空
def enqueue(self,item):
self.items.insert(0, item) # 在队列尾部(列表左端)插入元素
print("你在队列尾部插入了一个%s" % item)
def dequeue(self):
print("你在队列头部移除了一个元素")
return self.items.pop() # 在队列头部(列表右端)移出元素
def size(self):
return len(self.items) # 队列(列表)长度
def look(self):
print(self.items)
下图展示了队列的操作及其返回结果:
总结
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