deque库：双端队列

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前言

双端队列deque支持从任意一端增加和删除元素。其中，栈和队列就是双端队列的退化形式，它们的输入输出被限制在某一端。

基本用法

首先，我们来看看容器collections.deque()函数的基本用法。具体代码如下所示：

import collections c = collections.deque('abcdefg') print("输出双端队列：", c) print("双端队列的长度：", len(c)) print("前端值：", c[0]) print("末端值：", c[-1])

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运行之后，效果如下：

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填充

因为它是双端队列，所以该队列支持从任意一端添加或删除元素。下面，我们来分别实现两端的添加和删除操作，具体代码如下所示：

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!import collections c = collections.deque() #不使用构造函数初始化 c.extend("abcdefg") #右端（末端）添加 c.append('h') print(c) #左端添加（前端）添加 c.extendleft('i') print(c) #末尾删除 c.pop() print(c) #前端删除 c.popleft() print(c) #随便删除 c.remove('c') print(c)

运行之后，效果如下：

和使用list数组一样，通过append进行添加，默认append从右端（末端）开始添加。如果想从前端开始添加，可以使用extendleft()函数。而删除可以使用pop()函数从右端（末尾）开始删除，popleft()从左端开始删除。至于随意删除，可以直接使用remove()。

线程安全

双端队列是线程安全的，在实际应用中，我们可以在不同线程中同时从两端消费队列的内容。具体代码如下所示：

import collections import threading import time def getItem(lor, method): while True: try: next = method() except IndexError: break else: print("{0}:{1}".format(lor, next)) time.sleep(0.1) print('{0}:None'.format(lor)) return c = collections.deque("abcdefg") t1 = threading.Thread(target=getItem, args=('Left', c.popleft)) t2 = threading.Thread(target=getItem, args=('Right', c.popleft)) t1.start() t2.start() t1.join() t2.join()

运行之后，效果如下：

上面代码中，两个线程交替删除元素，直至双端队列deque为空。可以看到，没有重复的元素被删除。

旋转

双端队列deque的另一个很有用的方面是可以按任意一个方向旋转，从而跳过一些元素。

比如将deque双端队列向右旋转（使用一个正旋转值）会从右端取元素，并把它们移动到左端。同理，向左旋转（负值）则从左端将元素移值右端。

我们来看一端代码就非常明白了：

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!import collections a = collections.deque("abcdefg") b = collections.deque("abcdefg") c = collections.deque("abcdefg") print(a) b.rotate(2) print(b) c.rotate(-2) print(c)

运行之后，效果如下：

可以看到，b的前两个字母被移动到前面。c的前两个字母被移动到后面。

限制双端队列大小

在实际的双端队列操作中，我们可以设置双端队列deque实例的最大长度，使它不会超过这个大小。这种操作在查找长度不确定的流中最后n个元素非常有用。

我们先来看一段代码：

import collections import random c1 = collections.deque(maxlen=5) c2 = collections.deque(maxlen=3) for i in range(8): r = random.randint(1, 100) print(r) c1.append(r) c2.append(r) print(c1) print(c2)

运行之后，效果如下：

从上面代码我们认识到，设置了双端队列deque最大长度，那么不管你添加多少数据，长度永远不变。同时，多余添加的数据会依次按先后顺序顶替掉最前面（左端）的值。