Python容器专题 - deque（队列）--双向队列对象

deque（队列）–双向队列对象

Deque队列是由栈或者queue队列生成的。列表也可以用作队列，其中先添加的元素被最先取出 (“先进先出”)；普通列表的一个巨大缺陷在于，其往开头（左边）插入或弹出元素时显得十分慢，因为所有的其他元素都必须移动一位。
Deque队列和list自带的方法类似，或者说功能上是近乎一样的，它可以向内存高效添加(append)和弹出(pop)，从两端都可以。然而相比于普通列表，deque队列两个方向的大概开销都是 O(1) 复杂度。

由于collections是内建模块，无需单独安装。可以直接从collections 中导入deque：

from collections import deque

创建该对象时需要从Python自带的collections模块中进行导入deque类。它返回一个新的双向队列对象，从左到右初始化(用方法 append()) ，从 iterable （迭代对象) 数据创建。如果 iterable 没有指定，新队列为空。

接下来各位可能看一眼就觉得熟悉了，它们中的很多都已经在列表的基本方法中详细讨论并举例说明过。

接下来我们通过实例来讲解Deque队列的相关方法及其用法：

– 增 –

append(x) - 添加 x 到右端。

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,3,4,5,6,7])
a.append('1')
a

[Out]:

deque([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, '1'])

其中，不仅可以将列表、元组传入deque队列，甚至可以是字符串等等，如：
【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.append('1')
a

[Out]:

deque(['a', 'b', 'c', 'd', 'e', '1'])

appendleft(x) - 添加 x 到左端。

【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.appendleft('A')
a

[Out]:

deque(['A', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e'])

extend(iterable) - 扩展deque的右侧，通过添加iterable参数中的元素。

【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.extend('ABC')
a

[Out]:

deque(['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'A', 'B', 'C'])

【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.extend(['*',6,'&',9,'^'])
a

[Out]:

deque(['a', 'b', 'c', 'd', 'e', '*', 6, '&', 9, '^'])

extendleft(iterable) - 扩展deque的左侧，通过添加iterable参数中的元素。

左添加时，在结果中iterable参数中的顺序将被反过来添加。

【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.extendleft(['*',6,'&',9,'^'])
a

[Out]: deque([’^’, 9, ‘&’, 6, ‘*’, ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’])

insert(i, x) - 在位置 i 插入 x 。

如果插入会导致一个限长 deque 超出长度 maxlen 的话，就引发一个 IndexError。

【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.insert(2,'666')
a

[Out]:

deque(['a', 'b', '666', 'c', 'd', 'e'])

– 删 –

pop() - 移去并且返回一个元素，deque 最右侧的那一个。

如果没有元素的话，就引发一个 IndexError。

【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.pop()
a

[Out]: deque([‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’])

popleft() - 移去并且返回一个元素，deque 最左侧的那一个。

如果没有元素的话，就引发 IndexError。

【eg】

from collections import deque
a = deque('abcde')
a.popleft()
a

[Out]: deque([‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’])

remove(value) - 移除找到的第一个 value。

如果没有的话就引发 ValueError。

【eg】

from collections import deque
a = deque('albc3d9wea9e')
a.remove('9')
a

[Out]: deque([‘a’, ‘l’, ‘b’, ‘c’, ‘3’, ‘d’, ‘w’, ‘e’, ‘a’, ‘9’, ‘e’])

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.remove('9')
a

[Out]: deque([1, 2, ‘W’, 3, ‘#’, 9, 6, ‘9’, 5])

clear() - 移除所有元素，使其长度为0.

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.clear()
a

[Out]: deque([])

– 改 –

rotate(n=1) - 向右循环移动 n 步。

如果 n 是负数，就向左循环。

如果deque不是空的，向右循环移动一步就等价于 d.appendleft(d.pop()) ，向左循环一步就等价于 d.append(d.popleft()) 。

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.rotate()
a

[Out]: deque([5, 1, 2, ‘W’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6, ‘9’])

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.rotate(1)
a

[Out]: deque([5, 1, 2, ‘W’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6, ‘9’])

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.rotate(2)
a

[Out]: deque([‘9’, 5, 1, 2, ‘W’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6])

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.rotate(-1)
a

[Out]: deque([2, ‘W’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6, ‘9’, 5, 1])

– 查 –

index(x[, start[, stop]]) - 返回 x 在 deque 中的位置（由值反查索引）。

可选参数start与stop指定了查询范围在索引 start 之后，索引 stop 之前。

返回第一个匹配项，如果未找到则引发 ValueError。

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.index('#',0,3)

[Out]:

---------------------------------------------------------------------------
ValueError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-101-453fb381b6f0> in <module>1 from collections import deque2 a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
----> 3 a.index('#',0,3)ValueError: '#' is not in deque

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.index('#',0,6)

[Out]: 5

Deque对象还提供了一个只读属性:

maxlen - Deque的最大尺寸。

若没有限定则为 None 。

– 统计与排序–

count(x) - 计算 deque 中元素等于 x 的个数。

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.count('9')

[Out]: 2

reverse() - 将deque逆序排列。

返回 None 。

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
a.reverse()
a

[Out]: deque([5, ‘9’, 6, 9, ‘#’, ‘9’, 3, ‘W’, 2, 1])

– 浅拷贝–
[注]：(点击超链接查看相关知识点)

copy() - 创建一份浅拷贝。

【eg】

from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
b = a.copy()
b[2] = '666'
print(a,'\n',b)

[Out]: deque([1, 2, ‘W’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6, ‘9’, 5])
deque([1, 2, ‘666’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6, ‘9’, 5])

但要注意，Python变量的赋值是指针的复制，如果变量a直接赋值到b，则改变b也会改变a的值，因为他们修改了同一块内存空间：
from collections import deque
a = deque([1,2,'W',3,'9','#',9,6,'9',5])
b = a
b[2] = '666'
print(a,'\n',b)
[Out]: deque([1, 2, ‘666’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6, ‘9’, 5])
deque([1, 2, ‘666’, 3, ‘9’, ‘#’, 9, 6, ‘9’, 5])

除了以上操作，deque 还支持迭代、封存、len(d)、reversed(d)、copy.copy(d)、copy.deepcopy(d)、成员检测运算符 in 以及下标引用例如通过 d[0] 访问首个元素等。索引访问在两端的复杂度均为 O(1) 但在中间则会低至 O(n)。如需快速随机访问，请改用列表。 Deque从版本3.5开始支持 __add__(), __mul__(), 和 __imul__() 。