python deque如何技术

Python中的deque技术可以通过导入collections模块并使用collections.deque类来实现、它提供了在两端快速添加和删除元素的双端队列（deque）操作、并且在需要频繁在两端进行插入和删除操作时表现优异。

Python的deque是一个双端队列（double-ended queue），它是一个优化的列表，可以在两端快速地添加和删除元素。deque的性能优于列表（list），特别是在队列的头部进行插入和删除操作时。下面将详细介绍如何在Python中使用deque，以及它的主要特点和应用场景。

一、DEQUE的基本操作

deque类在Python的collections模块中，需要首先导入该模块。deque提供了多种方法来操作双端队列。

1. 创建和初始化

使用collections.deque()可以创建一个空的双端队列，或者通过传入一个可迭代对象来初始化。

from collections import deque
创建空deque
d = deque()
用列表初始化deque
d = deque([1, 2, 3])

2. 元素的添加

deque支持在队列的两端添加元素，使用append()和appendleft()方法。

# 在右端添加元素
d.append(4)
print(d)  # 输出: deque([1, 2, 3, 4])
在左端添加元素
d.appendleft(0)
print(d)  # 输出: deque([0, 1, 2, 3, 4])

3. 元素的删除

可以使用pop()和popleft()方法从deque的两端删除元素。

# 从右端删除元素
d.pop()
print(d)  # 输出: deque([0, 1, 2, 3])
从左端删除元素
d.popleft()
print(d)  # 输出: deque([1, 2, 3])

二、DEQUE的高级操作

除了基本的添加和删除操作，deque还提供了一些高级方法，以便更方便地操作队列。

1. 限制队列大小

使用maxlen参数可以限制deque的最大长度。当队列达到最大长度时，新的元素会挤掉旧的元素。

# 创建一个最大长度为3的deque
d = deque(maxlen=3)
添加元素
d.extend([1, 2, 3])
print(d)  # 输出: deque([1, 2, 3], maxlen=3)
添加一个新元素，最左端的元素会被挤掉
d.append(4)
print(d)  # 输出: deque([2, 3, 4], maxlen=3)

2. 扩展队列

使用extend()和extendleft()方法可以一次性添加多个元素。

# 在右端扩展
d.extend([5, 6])
print(d)  # 输出: deque([3, 4, 5, 6])
在左端扩展
d.extendleft([0, -1])
print(d)  # 输出: deque([-1, 0, 3, 4, 5, 6])

3. 旋转队列

rotate()方法允许你将队列中的元素向右或向左旋转指定的次数。

# 向右旋转2次
d.rotate(2)
print(d)  # 输出: deque([5, 6, -1, 0, 3, 4])
向左旋转3次
d.rotate(-3)
print(d)  # 输出: deque([0, 3, 4, 5, 6, -1])

三、DEQUE的应用场景

deque因其高效的两端操作而被广泛应用于需要快速插入和删除操作的场合。

1. 实现队列

deque是实现队列（FIFO）的理想选择，使用append和popleft方法即可实现。

def enqueue(queue, item):
    queue.append(item)
def dequeue(queue):
    return queue.popleft() if queue else None
queue = deque()
enqueue(queue, 1)
enqueue(queue, 2)
print(dequeue(queue))  # 输出: 1
print(dequeue(queue))  # 输出: 2

2. 实现栈

deque也可以用来实现栈（LIFO），只需使用append和pop方法。

def push(stack, item):
    stack.append(item)
def pop(stack):
    return stack.pop() if stack else None
stack = deque()
push(stack, 1)
push(stack, 2)
print(pop(stack))  # 输出: 2
print(pop(stack))  # 输出: 1