用Python写一个循环队列

时间: 2023-09-16 18:05:19 浏览: 67
### 回答1: 我可以为你提供一个简单的Python程序来实现循环队列:class Queue: def __init__(self, capacity): self.capacity = capacity self.queue = [None] * capacity self.head = 0 self.tail = 0 def is_empty(self): return self.head == self.tail def is_full(self): return (self.tail + 1) % self.capacity == self.head def enqueue(self, data): if self.is_full(): return False self.queue[self.tail] = data self.tail = (self.tail + 1) % self.capacity return True def dequeue(self): if self.is_empty(): return False data = self.queue[self.head] self.head = (self.head + 1) % self.capacity return data queue = Queue(5) queue.enqueue(1) queue.enqueue(2) queue.enqueue(3) print(queue.dequeue()) # 1 print(queue.dequeue()) # 2 print(queue.dequeue()) # 3 ### 回答2: 循环队列是一种基于数组实现的队列数据结构,在队列满时可以通过循环利用未使用的数组空间来实现入队操作。 以下是使用Python语言编写一个循环队列的示例代码: ```python class CircularQueue: def __init__(self, k): self.size = k self.queue = [None] * self.size self.front = -1 self.rear = -1 def enqueue(self, value): if self.is_full(): print("队列已满,无法入队") elif self.is_empty(): self.front = 0 self.rear = 0 self.queue[self.rear] = value else: self.rear = (self.rear + 1) % self.size self.queue[self.rear] = value def dequeue(self): if self.is_empty(): print("队列为空,无法出队") elif self.front == self.rear: value = self.queue[self.front] self.front = -1 self.rear = -1 return value else: value = self.queue[self.front] self.front = (self.front + 1) % self.size return value def is_empty(self): return self.front == -1 and self.rear == -1 def is_full(self): return (self.rear + 1) % self.size == self.front def display(self): if self.is_empty(): print("队列为空") else: i = self.front while i != self.rear: print(self.queue[i]) i = (i + 1) % self.size print(self.queue[self.rear]) ``` 以上代码定义了一个`CircularQueue`类,使用了一个长度为`k`的列表`queue`来实现循环队列。其中,`front`指向队列的第一个元素,`rear`指向队列的最后一个元素。`enqueue()`方法用于入队操作,`dequeue()`方法用于出队操作。通过`is_empty()`和`is_full()`方法判断队列是否为空或者已满。`display()`方法用于打印队列中的所有元素。 可以使用以下代码进行测试: ```python q = CircularQueue(5) q.enqueue(1) q.enqueue(2) q.enqueue(3) q.enqueue(4) q.enqueue(5) q.enqueue(6) # 队列已满,无法入队 q.display() # 输出:1 2 3 4 5 q.dequeue() q.dequeue() q.display() # 输出:3 4 5 ``` 这样,我们就成功地使用Python实现了一个循环队列。 ### 回答3: 循环队列也称为环形队列,是一种特殊的队列数据结构,其特点是队尾指针可以在队列的末尾和队列的开头之间循环。以下是用Python实现循环队列的代码: ```python class CircularQueue: def __init__(self, capacity): self.capacity = capacity self.queue = [None] * capacity self.front = self.rear = -1 def is_empty(self): return self.front == -1 def is_full(self): return (self.rear + 1) % self.capacity == self.front def enqueue(self, item): if self.is_full(): print("队列已满") elif self.is_empty(): self.front = self.rear = 0 self.queue[self.rear] = item else: self.rear = (self.rear + 1) % self.capacity self.queue[self.rear] = item def dequeue(self): if self.is_empty(): print("队列为空") elif self.front == self.rear: item = self.queue[self.front] self.front = self.rear = -1 return item else: item = self.queue[self.front] self.front = (self.front + 1) % self.capacity return item def display(self): if self.is_empty(): print("队列为空") elif self.rear >= self.front: for i in range(self.front, self.rear + 1): print(self.queue[i], end=" ") print() else: for i in range(self.front, self.capacity): print(self.queue[i], end=" ") for i in range(0, self.rear + 1): print(self.queue[i], end=" ") print() ``` 该循环队列的核心思想是使用一个固定大小的列表(capacity)来存储队列元素,同时维护两个指针front和rear分别指向队列的头部和尾部。 其中,is_empty()和is_full()函数用于判断队列是否为空和是否已满。enqueue(item)函数用于入队操作,如果队列已满则打印提示信息,否则将元素添加到队尾。dequeue()函数用于出队操作,如果队列为空则打印提示信息,否则返回队头元素并将front指针后移。display()函数用于打印队列元素,如果队列为空则打印提示信息,否则按顺序打印队列中的元素。 以上是用Python实现循环队列的简单示例代码,希望能对你有所帮助。

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循环队列是一种常用的数据结构,可以在固定大小的数组中实现队列的功能。下面是使用Python实现循环队列的代码示例: python class CircularQueue: def __init__(self, k: int): self.size = k self.queue = [None] * k self.head = -1 self.tail = -1 def enqueue(self, value: int) -> bool: if self.is_full(): return False if self.is_empty(): self.head = 0 self.tail = (self.tail + 1) % self.size self.queue[self.tail] = value return True def dequeue(self) -> bool: if self.is_empty(): return False if self.head == self.tail: self.head = -1 self.tail = -1 return True self.head = (self.head + 1) % self.size return True def front(self) -> int: if self.is_empty(): return -1 return self.queue[self.head] def rear(self) -> int: if self.is_empty(): return -1 return self.queue[self.tail] def is_empty(self) -> bool: return self.head == -1 def is_full(self) -> bool: return (self.tail + 1) % self.size == self.head 在上面的代码中,CircularQueue 类用于实现循环队列。该类具有以下方法: - __init__ 方法:初始化循环队列的大小 k,队列 queue,队首指针 head 和队尾指针 tail。 - enqueue 方法:将元素 value 插入循环队列的队尾,如果插入成功返回 True,否则返回 False。 - dequeue 方法:从循环队列的队首删除一个元素,如果删除成功返回 True,否则返回 False。 - front 方法:返回循环队列的队首元素,如果队列为空返回 -1。 - rear 方法:返回循环队列的队尾元素,如果队列为空返回 -1。 - is_empty 方法:检查循环队列是否为空,如果队列为空返回 True,否则返回 False。 - is_full 方法:检查循环队列是否已满,如果队列已满返回 True,否则返回 False。 在循环队列中,head 指向队列的头部,tail 指向队列的尾部。当队列为空时,head 和 tail 都指向 -1。每次插入元素时,tail 指针向后移动一位,并将元素插入 tail 指向的位置。每次删除元素时,head 指针向后移动一位。当 head 和 tail 指针相遇时,表示队列为空。当 tail 指针向后移动一位到达 head 指针时,表示队列已
循环队列是一种特殊的队列数据结构,它在实现上使用了数组,并通过循环利用数组空间来提高效率。在Python中,可以使用列表来实现循环队列。 下面是一个简单的示例代码,演示了如何实现一个循环队列的基本操作: python class CircularQueue: def __init__(self, k): self.queue = [None] * k self.head = self.tail = -1 self.size = 0 self.capacity = k def enqueue(self, value): if self.is_full(): return False if self.is_empty(): self.head = self.tail = 0 else: self.tail = (self.tail + 1) % self.capacity self.queue[self.tail] = value self.size += 1 return True def dequeue(self): if self.is_empty(): return None value = self.queue[self.head] if self.head == self.tail: self.head = self.tail = -1 else: self.head = (self.head + 1) % self.capacity self.size -= 1 return value def front(self): if self.is_empty(): return None return self.queue[self.head] def is_empty(self): return self.size == 0 def is_full(self): return self.size == self.capacity 以上代码定义了一个CircularQueue类,它有以下几个方法: - __init__(self, k): 初始化循环队列,传入队列的容量k。 - enqueue(self, value): 将元素value入队列,如果队列已满则返回False。 - dequeue(self): 将队头元素出队列并返回,如果队列为空则返回None。 - front(self): 返回队头元素,不对队列做任何修改。 - is_empty(self): 判断队列是否为空。 - is_full(self): 判断队列是否已满。 可以通过创建CircularQueue对象来使用循环队列,例如: python queue = CircularQueue(5) queue.enqueue(1) queue.enqueue(2) queue.enqueue(3) print(queue.front()) # 输出: 1 queue.dequeue() print(queue.front()) # 输出: 2 希望这个示例能帮助到你理解如何在Python中实现循环队列。如有疑问,请随时提问。
Python中可以使用列表来实现循环队列。具体实现方法是,定义一个固定大小的列表,使用两个指针front和rear分别指向队头和队尾。当队列为空时,front和rear指向同一个位置。当队列满时,rear指向的位置的下一个位置就是front。在插入元素时,将元素插入到rear指向的位置,然后将rear指针向后移动一位。在删除元素时,将front指向的元素删除,然后将front指针向后移动一位。需要注意的是,当rear指针指向列表的最后一个位置时,如果还要插入元素,需要将rear指针重新指向列表的第一个位置。 下面是一个简单的Python循环队列的实现代码: class CircularQueue: def __init__(self, k: int): self.size = k self.queue = [None] * k self.front = 0 self.rear = 0 def enqueue(self, value: int) -> bool: if self.isFull(): return False self.queue[self.rear] = value self.rear = (self.rear + 1) % self.size return True def dequeue(self) -> bool: if self.isEmpty(): return False self.queue[self.front] = None self.front = (self.front + 1) % self.size return True def Front(self) -> int: if self.isEmpty(): return -1 return self.queue[self.front] def Rear(self) -> int: if self.isEmpty(): return -1 return self.queue[(self.rear - 1 + self.size) % self.size] def isEmpty(self) -> bool: return self.front == self.rear and self.queue[self.front] is None def isFull(self) -> bool: return self.front == self.rear and self.queue[self.front] is not None
循环队列是一种特殊的队列,它可以在固定大小的空间内实现队列的基本操作。在Python中,我们可以使用list来实现循环队列。下面是一个使用list实现循环队列的例子: python class MyCircularQueue: def __init__(self, k: int): """ Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. """ self.queue = [0] * k self.head = 0 self.tail = 0 self.max_size = k def enQueue(self, value: int) -> bool: """ Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. """ if self.isFull(): return False self.queue[self.tail] = value self.tail = (self.tail + 1) % self.max_size return True def deQueue(self) -> bool: """ Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. """ if self.isEmpty(): return False self.head = (self.head + 1) % self.max_size return True def Front(self) -> int: """ Get the front item from the queue. """ if self.isEmpty(): return -1 return self.queue[self.head] def Rear(self) -> int: """ Get the last item from the queue. """ if self.isEmpty(): return -1 return self.queue[(self.tail - 1 + self.max_size) % self.max_size] def isEmpty(self) -> bool: """ Checks whether the circular queue is empty or not. """ return self.head == self.tail def isFull(self) -> bool: """ Checks whether the circular queue is full or not. """ return (self.tail + 1) % self.max_size == self.head 在这个例子中,我们使用了一个list来存储队列元素,同时使用head和tail两个指针来指示队列的头和尾。当队列满时,我们可以通过tail指针的位置来判断队列是否已满。当队列为空时,我们可以通过head和tail指针的位置来判断队列是否为空。在入队和出队操作中,我们需要更新head和tail指针的位置,并且需要使用取模运算来实现循环队列的特性。
循环队列是一种使用循环数组实现的队列。它具有固定大小,当元素填满数组时,它可以覆盖之前的元素。循环队列的基本功能包括入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满、获取队首元素、获取队列长度等。 以下是一个简单的循环队列的实现,包括基本功能的实现: python class CircularQueue: def __init__(self, k: int): self.queue = [None] * k self.head = 0 self.tail = 0 self.size = 0 self.k = k def enqueue(self, value: int) -> bool: if self.is_full(): return False self.queue[self.tail] = value self.tail = (self.tail + 1) % self.k self.size += 1 return True def dequeue(self) -> bool: if self.is_empty(): return False self.queue[self.head] = None self.head = (self.head + 1) % self.k self.size -= 1 return True def is_empty(self) -> bool: return self.size == 0 def is_full(self) -> bool: return self.size == self.k def get_front(self) -> int: if self.is_empty(): return -1 return self.queue[self.head] def get_rear(self) -> int: if self.is_empty(): return -1 return self.queue[self.tail - 1] def get_size(self) -> int: return self.size 在上面的代码中,我们使用了一个长度为 k 的列表来实现循环队列。通过维护头部指针 head 和尾部指针 tail,我们可以确定队列的位置。我们还使用 size 来跟踪队列中的元素数量。enqueue 和 dequeue 操作分别向队列中添加和移除元素,并且它们都可以在 O(1) 的时间内完成。其他操作也都可以在 O(1) 时间内完成。 使用示例: python # 创建一个长度为 3 的循环队列 cq = CircularQueue(3) # 入队 cq.enqueue(1) cq.enqueue(2) cq.enqueue(3) # 获取队列长度 assert cq.get_size() == 3 # 判断队列是否已满 assert cq.is_full() == True # 尝试入队,但队列已满,返回 False assert cq.enqueue(4) == False # 出队 cq.dequeue() # 获取队首元素 assert cq.get_front() == 2 # 获取队尾元素 assert cq.get_rear() == 3 # 判断队列是否为空 assert cq.is_empty() == False # 全部出队 cq.dequeue() cq.dequeue() # 判断队列是否为空 assert cq.is_empty() == True
约瑟夫问题是一个经典的数学问题,解法中可以使用循环队列来实现。下面是使用Python编写的约瑟夫问题的循环队列实现代码: python class CircularQueue: def __init__(self, size): self.size = size self.queue = [None] * size self.front = self.rear = -1 def enqueue(self, item): if (self.rear + 1) % self.size == self.front: print("Queue is full!") elif self.front == -1: self.front = self.rear = 0 self.queue[self.rear] = item else: self.rear = (self.rear + 1) % self.size self.queue[self.rear] = item def dequeue(self): if self.front == -1: print("Queue is empty!") elif self.front == self.rear: temp = self.queue[self.front] self.front = self.rear = -1 return temp else: temp = self.queue[self.front] self.front = (self.front + 1) % self.size return temp def josephus_problem(n, m): queue = CircularQueue(n) for i in range(1, n + 1): queue.enqueue(i) count = 0 while queue.front != -1: count += 1 if count == m: print(queue.dequeue()) count = 0 else: queue.enqueue(queue.dequeue()) n = int(input("请输入总人数:")) m = int(input("请输入报数的数字:")) josephus_problem(n, m) 这段代码实现了一个循环队列类CircularQueue,其中包含enqueue和dequeue方法用于入队和出队操作。在josephus_problem函数中,首先根据总人数创建一个循环队列,并将每个人依次入队。然后,通过模运算来判断报数是否满足条件,如果满足则出队并输出,否则将当前人重新入队。最终会依次输出约瑟夫问题中的出队顺序。
在 Python 中,可以使用列表来实现循环队列。对于一个循环队列来说,我们需要维护两个指针:队首指针 front 和队尾指针 rear。当队列为空时,front 和 rear 都指向 -1;当队列满时,rear 指向最后一个元素,front 指向第一个元素。 从循环队列中取值需要遵循以下的步骤: 1. 首先判断队列是否为空,即 front 是否等于 -1。 2. 如果队列不为空,则取出队首元素,即队列中下标为 front 的元素。 3. 取出元素后,需要将 front 指针向后移动一个位置,即 front = (front + 1) % len(queue),其中 len(queue) 表示队列的长度。 4. 返回取出的元素。 下面是一个完整的示例代码: python class MyCircularQueue: def __init__(self, k: int): self.queue = [0] * k self.front = -1 self.rear = -1 self.size = 0 def enQueue(self, value: int) -> bool: if self.isFull(): return False if self.isEmpty(): self.front = 0 self.rear = (self.rear + 1) % len(self.queue) self.queue[self.rear] = value self.size += 1 return True def deQueue(self) -> bool: if self.isEmpty(): return False self.front = (self.front + 1) % len(self.queue) self.size -= 1 return True def Front(self) -> int: if self.isEmpty(): return -1 return self.queue[self.front] def Rear(self) -> int: if self.isEmpty(): return -1 return self.queue[self.rear] def isEmpty(self) -> bool: return self.size == 0 def isFull(self) -> bool: return self.size == len(self.queue) 在上述代码中,我们使用了一个列表 queue 来存储循环队列中的元素,使用了 front 和 rear 两个指针来记录队列的状态。其中 enQueue() 方法用于向队列中添加元素,deQueue() 方法用于从队列中取出元素,Front() 和 Rear() 方法用于获取队首和队尾元素。isEmpty() 和 isFull() 方法用于判断队列是否为空或已满。

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