Python实现的数据结构与算法之队列详解

yipeiwu_com6年前Python基础

本文实例讲述了Python实现的数据结构与算法之队列。分享给大家供大家参考。具体分析如下:

一、概述

队列(Queue)是一种先进先出(FIFO)的线性数据结构,插入操作在队尾(rear)进行,删除操作在队首(front)进行。

二、ADT

队列ADT(抽象数据类型)一般提供以下接口:

① Queue() 创建队列
② enqueue(item) 向队尾插入项
③ dequeue() 返回队首的项,并从队列中删除该项
④ empty() 判断队列是否为空
⑤ size() 返回队列中项的个数

队列操作的示意图如下:

三、Python实现

使用Python的内建类型list列表,可以很方便地实现队列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、应用

著名的 约瑟夫斯问题(Josephus Problem)是应用队列(确切地说,是循环队列)的典型案例。在 约瑟夫斯问题 中,参与者围成一个圆圈,从某个人(队首)开始报数,报数到n+1的人退出圆圈,然后从退出人的下一位重新开始报数;重复以上动作,直到只剩下一个人为止。

值得注意的是,Queue类只实现了简单队列,上述问题实际上需要用循环队列来解决。在报数过程中,通过“将(从队首)出队的人再入队(到队尾)”来模拟循环队列的行为。具体代码如下:

#!/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))

运行结果:

$ python josephus.py
Susan

希望本文所述对大家的Python程序设计有所帮助。

相关文章

深入理解Python变量与常量

深入理解Python变量与常量

变量是计算机内存中的一块区域,变量可以存储规定范围内的值,而且值可以改变。基于变量的数据类型,解释器会分配指定内存,并决定什么数据可以被存储在内存中。常量是一块只读的内存区域,常量一旦被...

Python实现一个简单的MySQL类

本文实例讲述了Python实现一个简单的MySQL类。分享给大家供大家参考。 具体实现方法如下: 复制代码 代码如下:#!/usr/bin/env python # -*- coding...

Python简单连接MongoDB数据库的方法

本文实例讲述了Python连接MongoDB数据库的方法。分享给大家供大家参考,具体如下: Python使用pymongo操作MongoDB数据库,首先需要安装pymongo模块,如下示...

Python入门_浅谈逻辑判断与运算符

Python入门_浅谈逻辑判断与运算符

这是关于Python的第6篇文章,主要介绍下逻辑判断与运算符。 (一) 逻辑判断: 如果要实现一个复杂的功能程序,逻辑判断必不可少。逻辑判断的最基本标准:布尔类型。 布尔类型只有两个值:...

python引入不同文件夹下的自定义模块方法

python引入不同文件夹下的自定义模块方法

初学Python,这个问题搞了我好久,现在来分享下我的解决思路,希望可以帮到大家。 先说下python引入模块的顺序:首先现在当前文件夹下查找,如果没有找到则查找Python系统变量中的...