python数据类型-8-数据结构-Queue (队列)

一.说明

在python数据类型系列文章中已经介绍了 python的各种数据类型，队列（Queue）是一种非常重要的数据结构，但并不是python的数据类型，队列遵循先进先出（FIFO）的原则，即先插入的元素先被移除，主要的用途是为了支持线程安全和高效的队列操作而设计的！

二.set（集合）

1.定义

1.队列是一种特殊的线性数据结构；

2.其中元素的插入和删除操作仅能在队列的两端进行；

3.通常用于管理任务、缓冲数据以及实现并发编程。

2.特性

1.先进先出（FIFO）：最先添加到队列的元素最先被移除；

2.线程安全：queue 模块中的队列是线程安全的，可以在多线程环境中安全使用；

3.支持多种类型：queue 模块提供了多种类型的队列，如 FIFO 队列、优先队列和后进先出（LIFO）队列；

3.创建FIFO 队列

import queue

# 创建一个 FIFO 队列
fifo_queue = queue.Queue()

# 创建一个 LIFO 队列
lifo_queue = queue.LifoQueue()

# 创建一个优先队列
priority_queue = queue.PriorityQueue()

4.常用操作和方法

put(item, block=True, timeout=None)：将元素 item 放入队列。如果 block 为 True，且队列已满，则阻塞直到有空位；如果 timeout 设置，超时后将引发异常。

get(block=True, timeout=None)：从队列中取出并返回一个元素。如果队列为空，且 block 为 True，则阻塞直到有元素可取；如果设置了 timeout，超时后将引发异常。

qsize()：返回队列中元素的数量。

empty()：如果队列为空，返回 True；否则返回 False。

full()：如果队列已满，返回 True；否则返回 False。

1.FIFO 队列操作

import queue

# 创建一个 FIFO 队列
fifo_queue = queue.Queue(maxsize=3)  # 最大长度为 3

# 添加元素
fifo_queue.put(1)
fifo_queue.put(2)
fifo_queue.put(3)

print(fifo_queue.qsize())  # 输出：3

# 取出元素
print(fifo_queue.get())  # 输出：1
print(fifo_queue.get())  # 输出：2

print(fifo_queue.empty())  # 输出：False

# 添加一个新元素
fifo_queue.put(4)
print(fifo_queue.get())  # 输出：3
print(fifo_queue.get())  # 输出：4

print(fifo_queue.empty())  # 输出：True

2.LIFO 队列（LifoQueue）

LifoQueue 的用法与 Queue 类似，但遵循后进先出的原则。

import queue

# 创建一个 LIFO 队列
lifo_queue = queue.LifoQueue()

# 添加元素
lifo_queue.put(1)
lifo_queue.put(2)
lifo_queue.put(3)

# 取出元素
print(lifo_queue.get())  # 输出：3
print(lifo_queue.get())  # 输出：2

3.优先队列（PriorityQueue)

优先队列根据优先级（小的值优先）来处理元素。

import queue

# 创建一个优先队列
priority_queue = queue.PriorityQueue()

# 添加元素，元素是元组 (优先级, 值)
priority_queue.put((2, 'task2'))
priority_queue.put((1, 'task1'))
priority_queue.put((3, 'task3'))

# 取出元素
print(priority_queue.get())  # 输出：(1, 'task1')
print(priority_queue.get())  # 输出： (2, 'task2')