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Python?隊列Queue和PriorityQueue解析

 更新時間:2022年09月28日 09:31:05   作者:a?flying?bird  
這篇文章主要介紹了Python?隊列Queue和PriorityQueue,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

Python 隊列Queue和PriorityQueue

Python的Queue模塊

適用于多線程編程的FIFO實現(xiàn)。它可用于在生產(chǎn)者(producer)和消費者(consumer)之間線程安全(thread-safe)地傳遞消息或其它數(shù)據(jù),因此多個線程可以共用同一個Queue實例。

  • FIFO: First in, First out.先進先出
  • LIFO: Last in, First out.后進先出

優(yōu)先級隊列PriorityQueue的特點

  • 給定一個優(yōu)先級(Priority)
  • 每次pop操作都會返回一個擁有最高優(yōu)先級的項
from queue import Queue#先進先出隊列
from queue import PriorityQueue#優(yōu)先級隊列
import time
#隊列:先進先出
q = Queue()#創(chuàng)建一個空隊列,隊列大小沒有指定
#判斷隊列是是否為空
#當一個隊列為空的時候如果再用get取則會堵塞,所以取隊列的時候一般是用到
#get_nowait()方法,這種方法在向一個空隊列取值的時候會拋一個Empty異常
#所以更常用的方法是先判斷一個隊列是否為空,如果不為空則取值
?
?
print(q.empty())
#隊列的操作:存--put() ?取--get()
q.put('page1')
q.put('page2')
q.put('page3')
?
print(q.empty())
#判斷隊列是否已經(jīng)滿了
print(q.full())
?
q1 = Queue(3)#在創(chuàng)建隊列時,指定隊列大?。ū硎驹撽犃凶疃嗄艽娑嗌賯€元素)
q1.put('1')
q1.put('1')
q1.put('1')
print(q1.full())
?
?
q2 = Queue(3)
q2.put('1')
q2.put('2')
q2.put('3')
value = q2.get()#遵循的原則是:先進先出
print(value)
print(q2.full())
?
#存數(shù)據(jù)---阻塞
q3 = Queue(3)
q3.put(1)
q3.put(2)
q3.put(3)
# q3.put(4)#如果隊列已經(jīng)滿了,等著(阻塞),一直等到隊列騰出空間,然后把值存入到隊列當中。
?
#取數(shù)據(jù)--阻塞
q4 = Queue(3)
q4.put(1)
value = q4.get()#1,此時隊列為空
print('q4:',value)
# value = q4.get()#阻塞,直到隊列當中有新值的時候,取出,結(jié)束阻塞。
?
#非阻塞
q5 = Queue(3)
q5.put(1)
?
#1.取
print('q5.qsize:',q5.qsize())#當前隊列當中的元素個數(shù)
#方法1:
# while not q5.empty():
# ? ? value2 = q5.get(block=False)#block為Ture,表示阻塞,否則為非阻塞。非阻塞就是“強取”
# ? ? print('q5:',value2)
#方法2:
while q5.qsize()>0:
? ? value2 = q5.get(block=False)
? ? print('q5:',value2)
?
print('q5.qsize:',q5.qsize())
#存
q6 = Queue(3)
?
#方法1:
# print(q6.maxsize)#得到隊列最大容量
# i = 0
# while i<q6.maxsize:
# ? ? q6.put(i)
# ? ? i+=1
?
#方法2:
while not q6.full():
? ? q6.put(1,block=False)#非阻塞
?
?
'''------------------------------其它的屬性和方法-----------------------------'''
q7 = Queue(3)
# q7.get(block=False)
print(time.time())
try:
? ? q7.get(timeout=2)#阻塞時長
except:
? ? pass
print(time.time())
?
q8 = Queue(3)
# q8.get_nowait()#強取
?
'''------------------------------優(yōu)先級隊列-----------------------------'''
q = PriorityQueue()
?
# 格式:q.put((數(shù)字,值))
#特點:數(shù)字越小,優(yōu)先級越高
q.put((1,'lori'))
q.put((-1,'Jseon'))
q.put((10,'King'))
?
i = 0
while i<q.qsize():
? ? print(q.get())

python 實現(xiàn)一個優(yōu)先級隊列

import heapq
?
class PriorityQueue(object):
? ? def __init__(self):
? ? ? ? self._queue = [] ? ? ? ?#創(chuàng)建一個空列表用于存放隊列
? ? ? ? self._index = 0 ? ? ? ?#指針用于記錄push的次序
? ??
? ? def push(self, item, priority):
? ? ? ? """隊列由(priority, index, item)形式的元祖構成"""
? ? ? ? heapq.heappush(self._queue, (-priority, self._index, item))?
? ? ? ? self._index += 1
? ? ? ??
? ? def pop(self):
? ? ? ? return heapq.heappop(self._queue)[-1] ? ?#返回擁有最高優(yōu)先級的項
?
class Item(object):
? ? def __init__(self, name):
? ? ? ? self.name = name
?
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return 'Item: {!r}'.format(self.name)
?
if __name__ == '__main__':
? ? q = PriorityQueue()
? ? q.push(Item('foo'), 5)
? ? q.push(Item('bar'), 1)
? ? q.push(Item('spam'), 3)
? ? q.push(Item('grok'), 1)
? ? for i in range(4):
? ? ? ? print(q._queue)
? ? ? ? print(q.pop())

對隊列進行4次pop()操作,打印結(jié)果如下:

[(-5, 0, Item: 'foo'), (-1, 1, Item: 'bar'), (-3, 2, Item: 'spam'), (-1, 3, Item: 'grok')]
Item: 'foo'
[(-3, 2, Item: 'spam'), (-1, 1, Item: 'bar'), (-1, 3, Item: 'grok')]
Item: 'spam'
[(-1, 1, Item: 'bar'), (-1, 3, Item: 'grok')]
Item: 'bar'
[(-1, 3, Item: 'grok')]
Item: 'grok'

可以觀察出pop()是如何返回一個擁有最高優(yōu)先級的項。對于擁有相同優(yōu)先級的項(bar和grok),會按照被插入隊列的順序來返回。

代碼的核心是利用heapq模塊,之前已經(jīng)說過,heapq.heappop()會返回最小值項,因此需要把 priority 的值變?yōu)樨?,才能讓隊列將每一項按從最高到最低?yōu)先級的順序級來排序。

python 優(yōu)先隊列PriorityQueue

普通的隊列是一種先進先出的數(shù)據(jù)結(jié)構,元素在隊列尾追加,而從隊列頭刪除。在優(yōu)先隊列中,元素被賦予優(yōu)先級。

當訪問元素時,具有最高優(yōu)先級的元素最先刪除。優(yōu)先隊列具有最高級先出的行為特征。通常采用堆數(shù)據(jù)結(jié)構來實現(xiàn)。

我們可以利用優(yōu)先隊列中元素被賦予優(yōu)先級的這個特點來保存到當前狀態(tài)下的若干個最大的元素值,這樣優(yōu)先級越高那么元素就可以先被處理,PriorityQueue屬于queue模塊中的一個類,其中經(jīng)常使用到的有三個方法:聲明一個優(yōu)先隊列、往優(yōu)先隊列中加入元素、往優(yōu)先隊列中移除元素

  • ① 聲明一個優(yōu)先隊列:queue.PriorityQueue()
  • ② 往隊列中加入元素:queue.put(self, item, block=True, timeout=None)
  • ③ 往隊列中刪除元素:queue.get(self, block=True, timeout=None)

在往隊列中加入元素的時候第一個元素值表示的是元素的優(yōu)先級,并且值越小那么優(yōu)先級越高,所以隊首元素的優(yōu)先級是最高的,而且經(jīng)常加入隊列的元素類型為元組這樣就可以在隊列中保存多個值,

下面是具體的例子

import queue
if __name__ == '__main__':
    queue = queue.PriorityQueue()
    queue.put((100, 100))
    queue.put((-12, -7))
    queue.put((7, 8))
    while not queue.empty():
        print(queue.get())

輸出結(jié)果:

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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