Python實現的資料結構與演算法之隊列詳解

本文執行個體講述了Python實現的資料結構與演算法之隊列。分享給大家供大家參考。具體分析如下：

一、概述

隊列（Queue）是一種先進先出（FIFO）的線性資料結構，插入操作在隊尾（rear）進行，刪除操作在隊首（front）進行。

二、ADT

隊列ADT（抽象資料類型）一般提供以下介面：

① Queue() 建立隊列
② enqueue(item) 向隊尾插入項
③ dequeue() 返回隊首的項，並從隊列中刪除該項
④ empty() 判斷隊列是否為空白
⑤ size() 返回隊列中項的個數

隊列操作的如下：

三、Python實現

使用Python的內建類型list列表，可以很方便地實現隊列ADT：

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-class Queue:  def __init__(self):    self.items = []  def enqueue(self, item):    self.items.append(item)  def dequeue(self):    return self.items.pop(0)  def empty(self):    return self.size() == 0  def size(self):    return len(self.items)

四、應用

著名的 約瑟夫斯問題（Josephus Problem）是應用隊列（確切地說，是迴圈隊列）的典型案例。在 約瑟夫斯問題 中，參與者圍成一個圓圈，從某個人（隊首）開始報數，報數到n+1的人退出圓圈，然後從退出人的下一位重新開始報數；重複以上動作，直到只剩下一個人為止。

值得注意的是，Queue類只實現了簡單隊列，上述問題實際上需要用迴圈隊列來解決。在報數過程中，通過“將（從隊首）出隊的人再入隊（到隊尾）”來類比迴圈隊列的行為。具體代碼如下：

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-def josephus(namelist, num):  simqueue = Queue()  for name in namelist:    simqueue.enqueue(name)  while simqueue.size() > 1:    for i in xrange(num):      simqueue.enqueue(simqueue.dequeue())    simqueue.dequeue()  return simqueue.dequeue()if __name__ == '__main__':  print(josephus(["Bill", "David", "Kent", "Jane", "Susan", "Brad"], 3))

運行結果：

$ python josephus.pySusan

希望本文所述對大家的Python程式設計有所協助。

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