Python 201 – 什么是双端队列 deque

Question

根据 Python 文档， 双端队列 deque 是 栈和队列的泛化。它们显然是 deck，这是 双端队列 (double-ended queue) 的简称。它们也是 Python 中的列表 (list) 的一个替代容器。双端队列 (deque) 是线程安全的，并支持向双端队列 (deque) 两端内存高效地追加 (append) 或弹出 (pop) 元素。

列表为快速地固定长度的操作进行了优化。你可以从 Python 文档中获得所有的相关细节。一个双端队列 (deque) 接受一个 maxlen 参数，这个参数设置了该双端队列(deque) 的范围。否则，该双端队列 (deque) 将增长到任意大小。当一个有界的双端队列 (deque) 满了，任何新元素添加操作将会导致相同数量的元素从另一端弹出。

作为一般规则，如果你需要快速追加或快速弹出，那么使用一个双端队列 (deque) 吧。如果你需要快速的随机访问，那么使用列表。让我们花一些时间来看看你会怎么创建并使用一个双端队列 (deque)。

>>> from collections import 双端队列(deque)
>>> import string
>>> d = 双端队列(deque)(string.ascii_lowercase)
>>> for letter in d:
...     print(letter)

这里，我们从 collections 模块导入了双端队列 (deque)，还导入了 string 模块。要真正创建一个双端队列 (deque) 的实例，需要传递一个可迭代对象给它。在这种情况下，我们传递了 string.ascii_lowercase ，它将返回一个字母表中所有的小写字母组成的列表。最后，我们遍历这个双端队列 (deque)，并打印出每个元素。现在，让我们看看双端队列 (deque) 拥有的一些方法。

>>> d.append('bork')
>>> d
双端队列(deque)(['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 
       'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 
       'y', 'z', 'bork'])
>>> d.appendleft('test')
>>> d
双端队列(deque)(['test', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 
       'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 
       'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'bork'])
>>> d.appendleft('test')
>>> d
双端队列(deque)(['test', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 
       'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 
       'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'bork'])
>>> d.rotate(1)
>>> d
双端队列(deque)(['bork', 'test', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 
       'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 
       't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z'])

让我们打破这一点。首先，我们添加一个字符串到双端队列 (deque) 的右端。然后，我们又追加字符串到双端队列 (deque) 的左侧。最后，我们调用 rotate 并传递给它一个参数 1 ，从而使它向右旋转一次。换句话说，它会导致一个元素旋转离开右端并插入到前方。你可以传递一个负数，使双端队列 (deque) 向左旋转。

让我们来看看一个例子以结束这一节，这个例子基于 Python 文档中的一些东东：

from collections import 双端队列(deque)
 
 
def get_last(filename, n=5):
    """
    Returns the last n lines from the file
    """
    try:
        with open(filename) as f:
            return 双端队列(deque)(f, n)
    except OSError:
        print("Error opening file: {}".format(filename))
        raise

此代码很大程度上与 Linux 的 tail 程序以相同的方式工作。下面，我们传递一个文件名以及一个表示我们想要返回的行数的 n ​​给我们的脚本。双端队列 (deque) 以任何我们传递的数字，也就是 n 为界。这意味着，一旦双端队列 (deque) 满了，当新的行被读入并加入到双端队列 (deque) 中，那么较旧的行会被从另一端弹出并丢弃。我还在一个简单的异常处理器中用 with 语句来打开该文件，因为它真的很容易传递一个畸形的路径。这将捕获哪些不存在的文件。

总结

现在，你知道了 Python 的双端队列 (deque) 的基本知识了。collections 模块中还有这么一个方便的小工具。虽然我本人从未需要过这个特殊的集合，但是它仍然是一个有用的结构。我希望在你自己的代码中，你会发现它的一些很棒的用途。

原文： Python 201 – What’s a deque?