队列Queue

Posted 2022-07-19 open-yang

队列的概念与数据结构

　　队列是项的有序结合，其中添加新项的一端称为队尾，移除项的一端称为队首。当一个元素从队尾进入队列时，一直向队首移动，直到它成为下一个需要移除的元素为止。最近添加的元素必须在队尾等待。集合中存活时间最长的元素在队首，这种排序成为 FIFO，先进先出，也被成为先到先得。　　

队列的抽象数据类型定义：队列的抽象数据类型应该由以下结构和操作定义。队列操作如下：

• Queue() 创建一个空的新队列。 它不需要参数，并返回一个空队列。
• enqueue(item) 将新项添加到队尾。 它需要 item 作为参数，并不返回任何内容。
• dequeue() 从队首移除项。它不需要参数并返回 item。 队列被修改。
• isEmpty() 查看队列是否为空。它不需要参数，并返回布尔值。
• size() 返回队列中的项数。它不需要参数，并返回一个整数。

队列的定义　　

　　

 1 class Queue(object):
 2     def __init__(self):
 3         self.queue = []
 4 
 5     def __str__(self):
 6         return str(self.queue)
 7 
 8     def enqueue(self, item):
 9         self.queue.insert(0, item)
10 
11     def dequeue(self):
12         return self.queue.pop() if self.queue else "Queue is empty!"
13 
14     def isEmpty(self):
15         return self.queue == []
16 
17     def size(self):
18         return len(self.queue)

 队列的应用案例-烫手的山芋

　　烫手山芋游戏介绍：6个孩子围城一个圈，排列顺序孩子们自己指定。第一个孩子手里有一个烫手的山芋，需要在计时器计时1秒后将山芋传递给下一个孩子，依次类推。规则是，在计时器每计时7秒时，手里有山芋的孩子退出游戏。该游戏直到剩下一个孩子时结束，最后剩下的孩子获胜。请使用队列实现该游戏策略，排在第几个位置最终会获胜。

　　- 这个游戏相当于著名的约瑟夫问题，一个一世纪著名历史学家弗拉维奥·约瑟夫斯的传奇故事。故事讲的是，他和他的 39 个战友被罗马军队包围在洞中。他们决定宁愿死，也不成为罗马人的奴隶。他们围成一个圈，其中一人被指定为第一个人，顺时针报数到第七人，就将他杀死。约瑟夫斯是一个成功的数学家，他立即想出了应该坐到哪才能成为最后一人。

 1 from basic.queue import Queue
 2 
 3 def hotPotato(namelist, num):
 4     simqueue = Queue()
 5     for name in namelist:
 6         simqueue.enqueue(name)
 7 
 8     while simqueue.size() > 1:
 9         for i in range(num):
10             kid = simqueue.dequeue()
11             simqueue.enqueue(kid)
12 
13         simqueue.dequeue()
14 
15     return simqueue.dequeue()
16 
17 print(hotPotato(["Bill","David","Susan","Jane","Kent","Brad"],7))

队列解决烫手山芋问题