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))