用python写算法——队列笔记

news2025/10/31 18:56:42

1.队列定义

队列是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端进行删除操作，在表的后端进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

队列特征：

先进先出FIFO(frist-in, frist-out)

2.顺序队列

顺序队列：是一种用顺序表模拟实现的队列存储结构。
他的定义是用一组地址连续的存储单元，依次存放从队头到队尾的数据元素。

在这里插入图片描述
基本操作：

入队push
出队pop
队空
self.rear == self.front
队满
(self.rear + 1) % maxsize == self.front
如果用列表如何表示

class Queue():

    def __init__(self, size):#初始化一个空队列
        self.size = size
        self.front =0
        self.rear = 0
        self.queue = []

    def push(self, x):  # 入队操作
        if self.is_fulled():
            print("queue is full")
            return False
        else:
            self.queue.append(x)
            self.rear = self.rear + 1
            return True

    def pop(self):  # 出队操作
        if self.is_empty():
            print("queue is empty")
            return False
        else:
            # head = self.queue[self.front]
            # self.front = self.front + 1
            # return head
            return self.queue.pop(self.front)

    def is_fulled(self):
        return self.rear - self.front + 1 == self.size

    def is_empty(self):
        return self.front == self.rear

    def get_head(self):
        if self.is_empty():
            return False
        else:
            return self.queue[self.front]

    def show(self):
        print(self.queue)

q= Queue(10)
print("初始化队列为空",q.is_empty())

for i in range(10):
    q.push(i)
q.show()
print("插入十个元素后，队满",q.is_fulled())
print(q.pop())
print(q.pop())

3.循环队列

将顺序队列的头尾相接。解决队列的空间浪费问题。
基本操作：

入队push
出队pop
队空
self.rear == self.front
队满
(self.rear + 1) % maxsize == self.front

在这里插入图片描述

class Queue:
    def __init__(self, size=100):
        self.queue = [0 for _ in range(size)]
        self.size = size
        self.rear = 0   # 队尾指针
        self.front = 0  # 队首指针

    # 入队
    def push(self, element):
        if not self.is_filled():
        	self.rear = (self.rear + 1) % self.size
        	self.queue[self.rear] = element
        else:
            raise IndexError("Queue is filled.")

    # 出队
    def pop(self):
        if not self.is_empty():
            self.front = (self.front + 1)% self.size
            return self.queue[self.front]
        else:
            raise IndexError("Queue is empty.")

    # 判断队空
    def is_empty(self):
        return self.rear == self.front

    # 判断队满
    def is_filled(self):
        return (self.rear + 1) % self.size == self.front

    def show(self):
        print(self.queue)


q = Queue(5)
for i in range(4):
    q.push(i)
print(q.show())
print(q.pop())