python實現佇列

佇列(queue):和棧一樣，也是一種操作受限的線性表，但它只允許在表的一端進行插入，在另一端進行刪除。操作特徵是先進先出(fifi,first in first out)

隊頭(front):允許刪除的一端，又稱為隊首

隊尾(rear):允許刪除的一端

空佇列：不含有任何元素的空表

佇列常見操作：

iniqueue():初始化佇列，構造乙個空佇列

isempty():判空

isfull():判滿

enqueue():若佇列未滿，從隊尾入隊

dequeue():若佇列非空，從隊首出隊

gethead():獲取隊首元素

順序佇列：

分配一塊連續的儲存單元，並附帶兩個指標front和rear分別指示隊首元素和隊尾元素，一般隊首指標指向隊首元素，隊尾指標指向隊尾元素的下乙個位置。

:#初始化乙個空佇列

self.size = size

self.front =

0 self.rear =

0 self.queue =

defenqueue

(self, x)

:# 入隊操作

if self.isfull():

print

("queue is full"

)return

false

else

: self.rear = self.rear +

1return

true

defdequeue

(self)

:# 出隊操作

if self.isempty():

print

("queue is empty"

)return

false

else

: duiwei = self.queue[self.front]

self.front = self.front +

1 self.queue.pop(self.front)

return duiwei

defisfull

(self)

:return self.rear - self.front +

1== self.size

defisempty

(self)

:return self.front == self.rear

defgethead

(self)

:if self.isempty():

return

false

else

:return self.queue[self.front]

defshow

(self)

:print

(self.queue)

qq= myqueue(10)

print

("初始化隊列為空"

,qq.isempty())

for i in

range(10

):qq.enqueue(i)

qq.show(

)print

("插入十個元素後，隊滿"

,qq.isfull())

print

(qq.dequeue(

))輸出為：

初始化隊列為空 true

queue is full[0
,1,2
,3,4
,5,6
,7,8
]插入十個元素後，隊滿 true
0

1)初始狀態(隊列為空):front==rear=0

2)入隊：隊不滿時，先送值到隊尾元素，然後rear加1

3)出隊：隊非空時，先取隊首元素的值，然後front加1

4)不可以用"rear=size"來判斷佇列是否為滿，上圖(d)也滿足"rear=size"，但不是隊列為滿，這是一種假溢位。

迴圈佇列

順序佇列存在缺點，元素出隊後該位置就空著而沒有被利用，最終造成假溢位，新的元素也無法入隊。使用迴圈佇列來解決這個問題：即把儲存佇列元素的表從邏輯上看作乙個環。

初始時：front=rear=0

出隊時：front=(front+1)%size

入隊時：rear=(rear+1)%size

元素個數：(rear+size-front)%size

隊空的條件：rear=front

隊滿的條件：rear=front,如圖所示，將會導致無法判斷隊空或者隊滿。

三種方式來區分隊空還是隊滿：

1)犧牲乙個單元，入隊時少用乙個佇列單元，即佇列的元素個數最大為size-1

元素個數：(rear+size-front)%size

隊空的條件：rear=front

隊滿的條件：(rear+1)%size=front

2)佇列增加乙個元素個數的資料成員，elenum=0時隊列為空，elenum=size時隊列為滿。

3)型別中增加乙個tag資料成員，出隊導致rear=front，tag=0,表示隊空；入隊導致rear=front,tag=1，表示隊滿

第一種方式的**實現如下：

class

mycyclequeue()
:def
__init__
(self,size)
:#初始化
self.rear=
0 self.front=
0 self.size=size
self.queue=
defisempty
(self)
:#判空
return
true
if self.front==self.rear else
false
defisfull
(self)
:#判滿
return
true
if(self.rear+1)
%self.size==self.front else
false
defelenum
(self)
:#獲取元素個數
return
(self.rear + self.size - self.front)
%self.size
defenqueue
(self,x)
:#入隊
if self.isfull():
print
("queue is full"
)return
false
else
: self.rear=
(self.rear+1)
%self.size
defdequeue
(self)
:#出隊
if self.isempty():
print
("queue is empty"
)return
false
else
: x=self.queue[self.front]
self.front=
(self.front+1)
%self.size
self.queue.pop(self.front)
return x

同時帶有隊頭指標和隊尾指標的單鏈表，頭指標指向隊頭節點，隊尾指標指向隊尾結點。

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