python数据结构之队列

2022-03-11 16:41:40 浏览数 (1)

python内置的queue模块实现了三种类型的队列,因此没有必要重复造轮子,它们的区别仅仅是条目取回的顺序。在 FIFO 队列中,先添加的任务先取回。在 LIFO 队列中,最近被添加的条目先取回(操作类似一个堆栈)。优先级队列中,条目将保持排序( 使用 heapq 模块 ) 并且最小值的条目第一个返回。

class queue.Queue(maxsize=0)

FIFO 先入先出队列构造函数。maxsize 是个整数,用于设置可以放入队列中的项目数的上限。当达到这个大小的时候,插入操作将阻塞至队列中的项目被消费掉。如果 maxsize 小于等于零,队列尺寸为无限大。

maxsize is an integer that sets the upperbound limit on the number of items that can be placed in the queue.

class queue.LifoQueue(maxsize=0)

LIFO 后入先出队列构造函数。maxsize 是个整数,用于设置可以放入队列中的项目数的上限。当达到这个大小的时候,插入操作将阻塞至队列中的项目被消费掉。如果 maxsize 小于等于零,队列尺寸为无限大。

class queue.PriorityQueue(maxsize=0)

PriorityQueue优先级队列构造函数。maxsize 是个整数,用于设置可以放入队列中的项目数的上限。当达到这个大小的时候,插入操作将阻塞至队列中的项目被消费掉。如果 maxsize 小于等于零,队列尺寸为无限大。

通用方法:

Queue.qsize() 返回队列的大致大小

Queue.empty() 如果队列为空,返回 True ,否则返回 False 。

Queue.full() 如果队列是满的返回 True ,否则返回 False 。

Queue.put(item, block=True, timeout=None) 将 item 放入队列。

如果可选参数 block 是 true 并且 timeout 是 None (默认),则在必要时阻塞至有空闲插槽可用。

如果 timeout 是个正数,将最多阻塞 timeout 秒,如果在这段时间没有可用的空闲插槽,将引发 Full 异常。

反之 (block 是 false),如果空闲插槽立即可用,则把 item 放入队列,否则引发 Full 异常 ( 在这种情况下,timeout 将被忽略)。

Queue.put_nowait(item) 相当于 put(item, False) 。

Queue.get(block=True, timeout=None) 从队列中移除并返回一个项目。

如果可选参数 block 是 true 并且 timeout 是 None (默认值),则在必要时阻塞至项目可得到。

如果 timeout 是个正数,将最多阻塞 timeout 秒,如果在这段时间内项目不能得到,将引发 Empty 异常。

反之 (block 是 false) , 如果一个项目立即可得到,则返回一个项目,否则引发 Empty 异常 (这种情况下,timeout 将被忽略)。

Queue.get_nowait() 相当于 get(False) 。

提供了两个方法,用于支持跟踪 排队的任务 是否 被守护的消费者线程 完整的处理。

Queue.task_done()

表示前面排队的任务已经被完成。被队列的消费者线程使用。每个 get() 被用于获取一个任务, 后续调用 task_done() 告诉队列,该任务的处理已经完成。

如果 join() 当前正在阻塞,在所有条目都被处理后,将解除阻塞(意味着每个 put() 进队列的条目的 task_done() 都被收到)。

如果被调用的次数多于放入队列中的项目数量,将引发 ValueError 异常 。

Queue.join()

阻塞至队列中所有的元素都被接收和处理完毕。

当条目添加到队列的时候,未完成任务的计数就会增加。

每当消费者线程调用 task_done() 表示这个条目已经被回收,该条目所有工作已经完成,未完成计数就会减少。

当未完成计数降到零的时候, join() 阻塞被解除。

代码如下:

代码语言:javascript复制
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
#                     _ooOoo_
#                   o8888888o
#                    88" . "88
#                 ( | -  _  - | )
#                     O = /O
#                 ____/`---'____
#                  .' \| |// `.
#                 / \|||:|||// 
#               / _|||||-:- |||||- 
#                | | \ - /// | |
#              | _| ''---/'' | _/ |
#                .-__ `-` ___/-. /
#            ___`. .' /--.-- `. . __
#         ."" '< `.____<|>_/___.' >'"".
#       | | : `- `.;`  _ /`;.`/ - ` : | |
#            `-. _ __ /__ _/ .-` / /
#      ==`-.____`-.________/___.-`____.-'==
#                     `=---='
'''
@Project :pythonalgorithms 
@File :queuedatastructure.py
@Author :不胜人生一场醉
@Date :2021/7/15 1:53 
'''
from queue import Queue, LifoQueue, PriorityQueue, SimpleQueue
import random

if __name__ == '__main__':
    q = Queue()  # 先进先出队列
    lq = LifoQueue()  # 先进后厨队列
    pq = PriorityQueue()  # 优先级队列
    sq = SimpleQueue()  # 简单队列
    # 插入队列数据
    for i in range(10):
        q.put(i)
        lq.put(i)
        pq.put(random.randint(1, 20), i)
        sq.put(i)
    for i in range(10):
        print(q.get(), end=' ')
    # 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
    print('r')
    for i in range(10):
        print(lq.get(), end=' ')
    # 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 
    print('r')
    for i in range(10):
        print(pq.get(), end=' ')
    # 6 7 13 16 17 18 18 19 20 20 
    print('r')
    for i in range(10):
        print(sq.get(), end=' ')
    # 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

    q = Queue(3)
    print('r')
    print('queue.qsize=', q.qsize())
    # queue.qsize= 0
    print('queue.empty=', q.empty())
    # queue.empty= True
    q.put(5)
    q.put(9)
    q.put(1)
    print('queue.full=', q.full())
    # queue.full= True
    # q.put(10)
    # print(q)
    # q.put(11,block=True,timeout=1)  #在timeout=1秒左右,返回 raise Full
    # print(q)
    # q.put(11, block=False, timeout=1)  # 立刻 返回 raise Full,忽略时间
    # print(q)

输出结果为:

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