python 双端队列：collections.deque 基本方法总结

墨蓝 2023-02-16 06:24 1阅读 0赞

# 1. 概述 #

之前一篇博客介绍了一下 python 中队列的基本操作：[Python 队列模块 Queue 的常用操作][Python _ Queue]。但是我们发现了两个问题:

1.  向一个空的队列进行 get() 操作会进入“死循环”
2.  get 操作和我们理解的 get 操作有点差异，我们有时只需要知道队头元素时什么，但是不想取出。可以在 Queue 模块中，我们只能先 get，然后重新放入，并且还要重新调整好顺序。

今天的双端队列一方面可以解决上述问题，另一方面某些场景下栈和队列都不能很好的对数据建模，而双端队列可以。双端队列可以看成栈和队列的结合，可以使用栈和队列的场景也可以使用双端队列，但是反之不成立。

普通队列只能在队尾添加，队头弹出。而双端队列在队尾和队头都可以添加和弹出。队尾的添加和弹出可以看成栈，队尾的添加和队头的弹出可以看成队列。

# 2. 基本方法 #

引入模块并新建一个双端队列：

import collections
    
    
    d = collections.deque()

## 2.1 len(d) ：返回队列中元素的数量。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.append(2)
    d.append(3)
    d.append(4)
    d.append(50)
    print(d)
    print(len(d))

![在这里插入图片描述][20200608224159975.png]

## 2.2 d.appendleft(x) ：将元素 x 加到队头。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    print(d)
    print(len(d))

![在这里插入图片描述][20200608224236474.png]

## 2.3 d.append(x) ：将元素 x 加到队尾。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    print(d)
    print(len(d))

![在这里插入图片描述][20200608224236474.png]

## 2.4 d.popleft() ：将队头元素弹出，并作为返回值，如果双端队列为空会报错。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    print(d)
    print(len(d))
    print(d.popleft())
    print(d)
    print(len(d))
    print(d.pop())
    print(d)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNzU4OTU3NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 2.5 d.pop() ：将队尾元素弹出，并作为返回值，如果双端队列为空会报错。 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNzU4OTU3NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 2.6 d\[0\] ：访问并返回队头元素，但不弹出，如果双端队列为空会报错。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    print(d)
    print(d[0])
    print(d[-1])
    print(d)

![在这里插入图片描述][20200608224501457.png]

## 2.7 d\[-1\] ：访问并返回队尾元素，但不弹出，如果双端队列为空会报错。 ##

![在这里插入图片描述][20200608224501457.png]

## 2.8 d\[j\] ：通过索引访问任意一项，如果索引（队列内部以 0 索引开头）超过范围会报错。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    print(d)
    print(d[2])
    d[2] = 100
    print(d[2])
    print(d)

![在这里插入图片描述][20200608224611652.png]

## 2.9 d\[j\] = val ：通过索引修改任意一项，如果索引（队列内部以 0 索引开头）超过范围会报错。 ##

![在这里插入图片描述][20200608224611652.png]

## 2.10 d.clear() ：清空双端队列。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    print(d)
    d.clear()
    print(d)

![在这里插入图片描述][2020060822471569.png]

## 2.11 d.rotate(k) ：循环右移 k 步。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    print(d)
    d.rotate(2)
    print(d)

![在这里插入图片描述][20200608224751560.png]

## 2.12 d.remove(e) ：移除第一个匹配的元素，如果队列中没有匹配元素会报错。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(50)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    d.append(50)
    d.append(50)
    print(d)
    d.remove(50)
    print(d)

![在这里插入图片描述][20200608224829577.png]

## 2.13 d.count(e) ：统计对于 e 匹配的数量，如果队列中没有此元素，计数为 0。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.appendleft(2)
    d.append(50)
    d.append(3)
    d.appendleft(4)
    d.append(50)
    d.append(50)
    d.append(50)
    print(d)
    print(d.count(50))
    d.remove(50)
    print(d)
    print(d.count(50))

![在这里插入图片描述][20200608224912566.png]

## 2.14 d.extend(list)：队尾扩展多个元素 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.append(2)
    print(d)
    d.extend([3, 4, 5])
    print(d)

![在这里插入图片描述][20200608225740479.png]

## 2.15 d.extendleft(list)：队头扩展多个元素，是把 list 中的元素按顺序放在队头，因此 list 中左边的元素在双端队列中会在右边。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.append(2)
    print(d)
    d.extendleft([3, 4, 5])
    print(d)

![在这里插入图片描述][20200608225920881.png]

## 2.16 d.index(e) ：返回第一个匹配元素的位置索引，如果队列中没有匹配元素会报错。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.append(1)
    d.append(2)
    print(d)
    d.extendleft([3, 4, 5])
    print(d)
    print(d.index(1))

![在这里插入图片描述][20200608230123663.png]

## 2.17 d.insert(index，a) ：将 a 放入index 索引。index 支持负索引，超出右边索引会添加到最右边，超过左边索引会添加到最左边。 ##

import collections
    
    
    d = collections.deque()
    d.append(1)
    d.append(1)
    d.append(2)
    d.extendleft([3, 4, 5])
    print(d)
    d.insert(1, 100)
    print(d)
    d.insert(47, 200)
    d.insert(-100, 300)
    print(d)

![在这里插入图片描述][20200608230532742.png]

## 2. 18 d.reverse()：反转双端队列 ##

![在这里插入图片描述][20200608230645570.png]

[Python _ Queue]: https://editor.csdn.net/md/?articleId=106557655
[20200608224159975.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200608224159975.png
[20200608224236474.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200608224236474.png
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