数据结构与算法——5. 线性结构之队列（Queue）与双端队列（Deque）_queue.queue() queue.deque()

一、队列（Queue）

1. 队列的定义

队列是一种有次序的数据集合，其特征是新数据项的添加总发生在一端（通常称为“尾rear”端）而现存数据项的移除总发生在另一端（通常称为“首front”端）。

当数据项加入队列，首先出现在队尾进行等待，随着队首数据项的移除，它逐渐接近队首，最后被移除。

这种次序安排的原则称为**“先进先出FIFO”**（First-in
first-out）。

这就跟我们在收银台前排队等待结账是极为相似的。新来的顾客到队尾（尾端）排队，而最前面的顾客（首端）结完帐后直接走人。慢慢的，后面的顾客就会走到最前面。

2. 队列的特性

• 首端的数据项“排队”等待的时间是现有数据项中最长的。
• 队列仅有一个入口和一个出口，不允许数据项直接插入队中，也不允许从中间移除数据项。

3. 使用python实现队列

采用List来容纳Queue的数据项，将List首端作为队列
尾端List的末端作为队列首端。

class Queue:
    """队列类"""
    def __init__(self):
        """初始化一个空队列"""
        self.items = []

    def is_empty(self):
        """判断队列是否为空"""
        return self.items == []

    def enqueue(self, item):
        """添加元素"""
        self.items.append(item)

    def dequeue(self):
        """返回首端元素并移除"""
        return self.items.pop(0)

    def size(self):
        """返回队列数据项的数量"""
        return len(self.items)
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'
运行
运行

• 操作复杂度：
  • enqueue()复杂度为$O(1)$；
  • dequeue()复杂度为$O(n)$。

二、队列的应用：打印任务

1. 实例

一个实验室，在任意的一个小时内，大约有10名学生共享一台打印机，采取“先到先服务”的队列策略来执行打印任务：

• 这一小时中，每人会发起2次左右的打印，每次1～20页。

• 打印机的性能是：
  以草稿模式打印的话，每分