队列的Python实现

队列是只有一端可以进行插入操作，而另一端可以进行删除操作的有序线性存储结构，满足先进先出的约束。

生活中典型的实例就是排队，先到的人排在前面，可先得到服务，后到的人排在后面，并且不能插队。

计算机应用中典型的实例就是打印机，先发送的打印任务可以先被执行，之后的都要排队等候

Python实现

在 Python 中，和栈一样，同样可以用列表作为队列的底层实现，只需要确定列表的哪一端作为队列的头，也即删除操作端，哪一端作为队列的尾，也即插入操作端。同时，把队列抽象为类，队列的先进先出操作实现为类的方法

假定队尾在列表中的位置为 0。这允许我们使用列表上的插入函数向队尾添加新元素。弹出操作可用于删除队首的元素（列表的最后一个元素）。这样入队的复杂度为 O(n)，出队为 O(1)。如果队尾和队首在列表中的位置换一下，则入队的复杂度为 O(1)，出队为 O(n)。

以下为按照前面一种方式的队列的Python实现

Queue 实现一个队列类，可通过 Queue() 建立一个空队列

is_empty 操作判断队列是否为空

enqueue 操作将新元素插入到列尾

dequeue 操作将弹出并删除队首的元素

size 操作返回队列的大小

class Queue:
def __init__(self):
self.items=[]
def is_empty(self):
return self.items==[]
def enqueue(self,item):
self.items.insert(0,item)
def dequeue(self):
return self.items.pop()
def size(self):
return  len(self.items)

以上为队列的最简单实现，对比栈的实现，可以看出两者非常相像，只在插入操作上有所不同。

应用实例

约瑟夫问题：n个人围成一个圈，每个人分别标注为1、2、…、n，要求从1号从1开始报数，报到k的人出圈，接着下一个人又从1开始报数，如此循环，直到只剩最后一个人时，该人即为胜利者。

解约瑟夫问题的一种方法是模拟这个过程，模拟的载体可以是队列，也可以是链表，下面就用列队来模拟这个过程

循环报数的过程可以看作是一个先报数先出的过程，用队列来模拟时，将当前报数的人弹出，如果报的不是k时，再插入到队尾，从而得以循环，如果报的是k，则抛弃。直至剩下最后一个人。

下面是在生成 Queue 类的基础下，Python 解决约瑟夫问题的一个实例代码，以实际人名来仿真n个人，报数为7时删除，输出最后的胜利者。

#约瑟夫问题仿真函数
def circle(k,nameList):
queue1=Queue()
for i in range(len(nameList)):  #将名字列表逐个插入队列
queue1.enqueue(nameList[i])
i=1
while queue1.size()!=1:
temp=queue1.dequeue()       #叫到哪个将哪个弹出
if i!=k:
queue1.enqueue(temp)    #不是第k个再插入
else :
i=0                     #是第k个重新计数
i+=1
return queue1.dequeue()
#主函数
if __name__=='__main__':
nameList=["Bill","David","Susan","Jane","Kent","Brad"]
print(circle(7,nameList))
#输出结果
Kent