本文實例講述了Python實現的數據結構與算法之隊列。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）的線性數據結構，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（抽象數據類型）一般提供以下接口：
① Queue() 創建隊列
② enqueue(item) 向隊尾插入項
③ dequeue() 返回隊首的項，并從隊列中刪除該項
④ empty() 判斷隊列是否為空
⑤ size() 返回隊列中項的個數
隊列操作的示意圖如下：
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：
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#!/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，是循環隊列）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，然后從退出人的下一位重新開始報數；重復以上動作，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循環隊列來解決。在報數過程中，通過“將（從隊首）出隊的人再入隊（到隊尾）”來模擬循環隊列的行為。具體代碼如下：
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#!/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：
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$ python josephus.pySusan |
希望本文所述對大家的Python程序設計有所幫助。
