Python算法应用实战之队列详解

>>> from collections import deque
# 创建一个队列
>>> q = deque([1])
>>> q
deque([1])
# 往队列中添加一个元素
>>> q.append(2)
>>> q
deque([1, 2])
# 往队列最左边添加一个元素
>>> q.appendleft(3)
>>> q
deque([3, 1, 2])
# 同时入队多个元素
>>> q.extend([4,5,6])
>>> q
deque([3, 1, 2, 4, 5, 6])
# 在最左边同时入队多个元素
>>> q.extendleft([7,8,9])
>>> q
deque([9, 8, 7, 3, 1, 2, 4, 5, 6])

# 删除队列中最后一个
>>> q.pop()
6
>>> q
deque([9, 8, 7, 3, 1, 2, 4, 5])
# 删除队列中最左边的一个元素
>>> q.popleft()
9
>>> q
deque([8, 7, 3, 1, 2, 4, 5])

# 清空队列
>>> q
deque([8, 7, 3, 1, 2, 4, 5])
>>> q.clear()
>>> q
deque([])
# 判断队列是否为空
>>> not q
True
# 获取队列最大长度
>>> q = deque([1,2], 10)
>>> q.maxlen
10
# 查看某个元素出现的次数
>>> q.extend([1,2,1,1])
>>> q.count(1)
4
# 查看当前队列长度
>>> len(q)
6
# 判断队列是否满了
>>> q.maxlen == len(q)
False
# 队列元素反转
>>> q = deque([1,2,3,4,5],5)
>>> q.reverse()
>>> q
deque([5, 4, 3, 2, 1], maxlen=5)
# 查看元素对应的索引
>>> q.index(1)
4
# 删除匹配到的第一个元素
>>> q
deque([5, 4, 3, 2, 1], maxlen=5)
>>> q.remove(5)
>>> q
deque([4, 3, 2, 1], maxlen=5)
# 元素位置进行旋转
>>> q
deque([4, 3, 2, 1], maxlen=5)
>>> q.rotate(2)
>>> q
deque([2, 1, 4, 3], maxlen=5)
>>> q.rotate(1)
>>> q
deque([3, 2, 1, 4], maxlen=5)
# 使用负数
>>> q.rotate(-1)
>>> q
deque([2, 1, 4, 3], maxlen=5)

 1
 1 1
 1 2 1
1 3 3 1
......

#!/use/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
from collections import deque
def yanghui(k):
 """
 :param k: 杨辉三角中第几层
 :return: 第K层的系数
 """
 q = deque([1]) # 创建一个队列，默认从1开始
 for i in range(k): # 迭代要查找的层数
 for _ in range(i): # 循环需要出队多少次
  q.append(q.popleft() + q[0]) # 第一个数加上队列中第二个数并赋值到队列末尾
 q.append(1) # 每次查找结束后都需要在队列最右边添加个1
 return list(q)
result = yanghui(3)
print(result)

#!/use/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
from collections import deque
def division(m, n):
 """
 :param m: 冲突关系矩阵
 :param n: 几种动物
 :return: 返回一个栈，栈内包含了所有的笼子
 """
 res = [] # 创建一个栈
 q = deque(range(n)) # 初始化队列，里面放着动物的序号
 pre = n # 前一个动物的下标
 while q:
 cur = q.popleft() # 从队头出队一个动物
 if pre >= cur: # 是否需要创建笼子
  res.append([]) # 创建一个笼子
 # 当前的动物是否与笼子内的动物有冲突
 for a in res[-1]: # 迭代栈中最顶层的笼子
  if m[cur][a]: # 有冲突
  q.append(cur) # 重新放入队列的尾部
  break
 else: # 当前动物和当前笼子中的所有动物没冲突
  res[-1].append(cur) # 当前动物放入最上面的笼子中
 pre = cur # 当前变成之前的
 return res
N = 9
R = { # 冲突对应关系表
 (1, 4), (4, 8), (1, 8), (1, 7),
 (8, 3), (1, 0), (0, 5), (1, 5),
 (3, 4), (5, 6), (5, 2), (6, 2), (6, 4),
}
M = [[0] * N for _ in range(N)] # 冲洗关系矩阵M，0代表不冲突
for i, j in R:
 M[i][j] = M[j][i] = 1 # 1代表冲突
result = division(M, N)
print(result)

#!/use/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
from collections import deque
def atob(a, b):
 """
 :param a: 开始的数字
 :param b: 最终转换之后的数字
 :return: 最小匹配的次数
 """
 q = deque([(a, 0)]) # a=当前数字，0=操作的次数
 checked = {a} # 已经检查过的数据
 while True:
 s, c = q.popleft()
 if s == b:
  break
 if s < b: # 要计算的数小于计算之后的数字
  if s + 1 not in checked: # 如果要计算的数字+1不在已检查过的数据集合中
  q.append((s + 1, c + 1)) # 要计算的数+1，转换次数+1
  checked.add(s + 1) # 把计算过的数添加到checked集合中
  if s * 2 not in checked:
  q.append((s * 2, c + 1))
  checked.add(s * 2)
 if s > 0: # 要计算的数大于0
  if s - 1 not in checked:
  q.append((s - 1, c + 1))
  checked.add(s - 1)
 return q.popleft()[-1]
result = atob(3, 11)
print(result)