数据结构与算法Python版 队列

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一、队列

队列列Queue是一种有次序的数据集合，其特征是

• 新数据项的添加总发生在一端（通常称为“尾rear”端），而现存数据项的移除总发生在另一端（通常称为“首front”端）
• 当数据项加入队列，首先出现在队尾，随着队首数据项的移除，它逐渐接近队首。
• 新加入的数据项必须在数据集末尾等待，而等待时间最长的数据项则是队首。这种次序安排的原则称为（FIFO:First-in first-out）先进先出，或“先到先服务first-come first-served”
• 队列仅有一个入口和一个出口不允许数据项直接插入队中，也不允许从中间移除数据项
  

队列的例子：排队，打印队列，进程调度，键盘缓冲

抽象数据类型Queue

方法名	描述	返回值
Queue()	创建一个空队列对象	Queue对象
enqueue(item)	将数据项item添加到队尾	无返回值
dequeue()	从队首移除数据项，队列被修改	队首数据项
isEmpty()	测试是否为空队列	布尔值
size()	返回队列中数据项的个数	数据项个数（整数）

Python实现ADT Queue

• 队首是列表的末端；队尾是列表的首端。也可以倒过来。

class Queue:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def enqueue(self, item):
        self.items.insert(0, item)

    def dequeue(self):
        return self.items.pop()

    def is_empty(self):
        return len(self.items) == 0

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

二、队列的应用-约瑟夫问题

约瑟夫问题

• 传说犹太人反叛罗马人，落到困境，约瑟夫和39人决定坐成一圈儿，报数1～7，报到7的人淘汰，结果约瑟夫给自己安排了个位置，最后活了下来……
• 我们用传递热土豆来模拟
  • 模拟程序采用队列来存放所有参加游戏的人名，游戏时，队首始终是持有土豆的人
  • 模拟游戏开始，只需要将队首的人出队，随即再到队尾入队，算是土豆的一次传递
  • 土豆每传递7次，将队首的人移除，不再入队如此反复，直到队列中剩余1人

def josephus(name_list, num):
    # 在name_list人中，每数到num的人就会被淘汰
    q = Queue()
    for i in name_list:
        q.enqueue(i)

    while q.size