Python?隊(duì)列Queue和PriorityQueue解析
Python 隊(duì)列Queue和PriorityQueue
Python的Queue模塊
適用于多線程編程的FIFO實(shí)現(xiàn)。它可用于在生產(chǎn)者(producer)和消費(fèi)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(gè)線程可以共用同一個(gè)Queue實(shí)例。
- FIFO: First in, First out.先進(jìn)先出
- LIFO: Last in, First out.后進(jìn)先出
優(yōu)先級(jí)隊(duì)列PriorityQueue的特點(diǎn)
- 給定一個(gè)優(yōu)先級(jí)(Priority)
- 每次pop操作都會(huì)返回一個(gè)擁有最高優(yōu)先級(jí)的項(xiàng)
from queue import Queue#先進(jìn)先出隊(duì)列 from queue import PriorityQueue#優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 import time #隊(duì)列:先進(jìn)先出 q = Queue()#創(chuàng)建一個(gè)空隊(duì)列,隊(duì)列大小沒(méi)有指定 #判斷隊(duì)列是是否為空 #當(dāng)一個(gè)隊(duì)列為空的時(shí)候如果再用get取則會(huì)堵塞,所以取隊(duì)列的時(shí)候一般是用到 #get_nowait()方法,這種方法在向一個(gè)空隊(duì)列取值的時(shí)候會(huì)拋一個(gè)Empty異常 #所以更常用的方法是先判斷一個(gè)隊(duì)列是否為空,如果不為空則取值 ? ? print(q.empty()) #隊(duì)列的操作:存--put() ?取--get() q.put('page1') q.put('page2') q.put('page3') ? print(q.empty()) #判斷隊(duì)列是否已經(jīng)滿(mǎn)了 print(q.full()) ? q1 = Queue(3)#在創(chuàng)建隊(duì)列時(shí),指定隊(duì)列大?。ū硎驹撽?duì)列最多能存多少個(gè)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(jìn)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(duì)列已經(jīng)滿(mǎn)了,等著(阻塞),一直等到隊(duì)列騰出空間,然后把值存入到隊(duì)列當(dāng)中。 ? #取數(shù)據(jù)--阻塞 q4 = Queue(3) q4.put(1) value = q4.get()#1,此時(shí)隊(duì)列為空 print('q4:',value) # value = q4.get()#阻塞,直到隊(duì)列當(dāng)中有新值的時(shí)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(dāng)前隊(duì)列當(dāng)中的元素個(gè)數(shù) #方法1: # while not q5.empty(): # ? ? value2 = q5.get(block=False)#block為T(mén)ure,表示阻塞,否則為非阻塞。非阻塞就是“強(qiáng)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(duì)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(shí)長(zhǎng) except: ? ? pass print(time.time()) ? q8 = Queue(3) # q8.get_nowait()#強(qiáng)取 ? '''------------------------------優(yōu)先級(jí)隊(duì)列-----------------------------''' q = PriorityQueue() ? # 格式:q.put((數(shù)字,值)) #特點(diǎn):數(shù)字越小,優(yōu)先級(jí)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(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列
import heapq ? class PriorityQueue(object): ? ? def __init__(self): ? ? ? ? self._queue = [] ? ? ? ?#創(chuàng)建一個(gè)空列表用于存放隊(duì)列 ? ? ? ? self._index = 0 ? ? ? ?#指針用于記錄push的次序 ? ?? ? ? def push(self, item, priority): ? ? ? ? """隊(duì)列由(priority, index, item)形式的元祖構(gòu)成""" ? ? ? ? heapq.heappush(self._queue, (-priority, self._index, item))? ? ? ? ? self._index += 1 ? ? ? ?? ? ? def pop(self): ? ? ? ? return heapq.heappop(self._queue)[-1] ? ?#返回?fù)碛凶罡邇?yōu)先級(jí)的項(xiàng) ? 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(duì)隊(duì)列進(jìn)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(gè)擁有最高優(yōu)先級(jí)的項(xiàng)。對(duì)于擁有相同優(yōu)先級(jí)的項(xiàng)(bar和grok),會(huì)按照被插入隊(duì)列的順序來(lái)返回。
代碼的核心是利用heapq模塊,之前已經(jīng)說(shuō)過(guò),heapq.heappop()會(huì)返回最小值項(xiàng),因此需要把 priority 的值變?yōu)樨?fù),才能讓隊(duì)列將每一項(xiàng)按從最高到最低優(yōu)先級(jí)的順序級(jí)來(lái)排序。
python 優(yōu)先隊(duì)列PriorityQueue
普通的隊(duì)列是一種先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),元素在隊(duì)列尾追加,而從隊(duì)列頭刪除。在優(yōu)先隊(duì)列中,元素被賦予優(yōu)先級(jí)。
當(dāng)訪問(wèn)元素時(shí),具有最高優(yōu)先級(jí)的元素最先刪除。優(yōu)先隊(duì)列具有最高級(jí)先出的行為特征。通常采用堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
我們可以利用優(yōu)先隊(duì)列中元素被賦予優(yōu)先級(jí)的這個(gè)特點(diǎn)來(lái)保存到當(dāng)前狀態(tài)下的若干個(gè)最大的元素值,這樣優(yōu)先級(jí)越高那么元素就可以先被處理,PriorityQueue屬于queue模塊中的一個(gè)類(lèi),其中經(jīng)常使用到的有三個(gè)方法:聲明一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列、往優(yōu)先隊(duì)列中加入元素、往優(yōu)先隊(duì)列中移除元素
- ① 聲明一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列:queue.PriorityQueue()
- ② 往隊(duì)列中加入元素:queue.put(self, item, block=True, timeout=None)
- ③ 往隊(duì)列中刪除元素:queue.get(self, block=True, timeout=None)
在往隊(duì)列中加入元素的時(shí)候第一個(gè)元素值表示的是元素的優(yōu)先級(jí),并且值越小那么優(yōu)先級(jí)越高,所以隊(duì)首元素的優(yōu)先級(jí)是最高的,而且經(jīng)常加入隊(duì)列的元素類(lèi)型為元組這樣就可以在隊(duì)列中保存多個(gè)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(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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