python 实现队列

最新推荐文章于 2025-06-25 11:43:37 发布

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本文深入探讨了队列的基本概念及其在Python中的具体实现，包括队列的创建、添加、删除元素等基本操作，同时提供了详细的代码示例。此外，还介绍了如何使用Python内置库实现队列，以及队列在解决经典约瑟夫问题中的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、队列的概念

队列被构造为在队尾添加项的有序集合，并且从队首移除。队列保持 FIFO 排序属性。队列操作如下。

Queue() 创建一个空的新队列。它不需要参数，并返回一个空队列。
enqueue(item) 将新项添加到队尾。它需要 item 作为参数，并不返回任何内容。
dequeue() 从队首移除项。它不需要参数并返回 item。队列被修改。
isEmpty() 查看队列是否为空。它不需要参数，并返回布尔值。
size() 返回队列中的项数。它不需要参数，并返回一个整数。

二、 python实现

class MyQueue(object):
    def __init__(self):
        self.data = []

    def enqueue(self, val):
        self.data.insert(0, val)

    def dequeue(self):
        if self.is_empty():
            raise ValueError('Queue is empty')
        return self.data.pop()

    def size(self):
        return len(self.data)

    def empty(self):
        self.data = []
    
    def is_empty(self):
        return True if len(self.data) else False

    def __str__(self):
        return str(self.data)

三、运行效果

>>> from math_use import MyQueue
>>> q = MyQueue()
>>> q.enqueue(4)
>>> q
<math_use.MyQueue object at 0x10e34d710>
>>> print(q)
[4]
>>> q.enqueue('work')
>>> q.enqueue(True)
>>> print(q)
[True, 'work', 4]
>>> q.dequeue()
>>> print(q)
[True, 'work']
>>> q.size()
2
>>> q.empty(
... )
False
>>>

四、 python内部库直接导入队列

1、安装model pythonds

pip install pythonds
2、导入Queue

from pythonds.basic import Queue

五、使用队列解决约瑟夫问题

约瑟夫问题：据说著名犹太历史学家 Josephus有过以下的故事：在罗马人占领乔塔帕特后，39 个犹太人与Josephus及他的朋友躲到一个洞中，39个犹太人决定宁愿死也不要被敌人抓到，于是决定了一个自杀方式，41个人排成一个圆圈，由第1个人开始报数，每报数到第3人该人就必须自杀，然后再由下一个重新报数，直到所有人都自杀身亡为止。然而Josephus 和他的朋友并不想遵从。首先从一个人开始，越过k-2个人（因为第一个人已经被越过），并杀掉第k个人。接着，再越过k-1个人，并杀掉第k个人。这个过程沿着圆圈一直进行，直到最终只剩下一个人留下，这个人就可以继续活着。问题是，给定了和，一开始要站在什么地方才能避免被处决？Josephus要他的朋友先假装遵从，他将朋友与自己安排在第16个与第31个位置，于是逃过了这场死亡游戏。

def josephus():
    a = [x for x in range(1, 42)]  # 生成编号1-41的41个人
    a_q = MyQueue()
    for p in a:
        a_q.enqueue(p)
    while a_q.size() > 2:
        for i in range(2):
            del_p = a_q.dequeue()
            a_q.enqueue(del_p)
        a_q.dequeue()
    return a_q