python实现队列_用Python实现的数据结构与算法：队列

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：

Queue() 创建队列

enqueue(item) 向队尾插入项

dequeue() 返回队首的项，并从队列中删除该项

empty() 判断队列是否为空

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

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