Python数据结构与算法---优先级队列queue

Posted 2021-05-26 李元静

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Python数据结构与算法---优先级队列queue相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

queue库提供了一个适用于多线程编程的先进先出（FIFO）数据结构，可以用来在生产者与消费者线程之间安全地传递消息或其他数据。

它会为调用者处理锁定，使多个线程可以安全而更容易地处理同一个Queue实例。Queue的大小可能受限，以限制内存使用或处理。

基本用法

Queue类实现了一个基本的先进先出容器。使用put()将元素增加到这个序列的一端，使用get()从另一端删除。具体代码如下所示：

import queue

q = queue.Queue()

for i in range(1, 10):
    q.put(i)
while not q.empty():
    print(q.get(), end="  ")

运行之后，效果如下：
基本用法

这里我们依次添加1到10到队列中，因为先进先出，所以出来的顺序也与添加的顺序相同。

LIFO队列

既然有先进先出队列queue，那么数据结构中肯定也有后进先出的队列。后进先出的队列为：LifoQueue，示例如下：

import queue

q = queue.LifoQueue()

for i in range(1, 10):
    q.put(i)
while not q.empty():
    print(q.get(), end="  ")

运行之后，效果如下：
后进先出

优先队列

在操作系统中，我们常常会根据优先级来处理任务，比如系统的优先级最高，我们肯定优先处理系统任务，然后才处理用户的任务。同样，queue库给我们提供了PriorityQueue来处理优先级的队列。

示例如下：

import queue
import threading


class Job:
    def __init__(self, priority, desc):
        self.priority = priority
        self.desc = desc
        print("New Job:", desc)
        return

    def __eq__(self, other):
        try:
            return self.priority == other.priority
        except AttributeError:
            return NotImplemented

    def __lt__(self, other):
        try:
            return self.priority > other.priority
        except AttributeError:
            return NotImplemented


def process_Job(q):
    while True:
        next_job = q.get()
        print(next_job.desc)
        q.task_done()


q = queue.PriorityQueue()

q.put(Job(5, "Five Job"))
q.put(Job(15, "Fifteen Job"))
q.put(Job(1, "One Job"))

workers = [
    threading.Thread(target=process_Job, args=(q,)),
    threading.Thread(target=process_Job, args=(q,)),
]

for work in workers:
    work.setDaemon(True)
    work.start()

q.join()