數據結構-循環隊列（Python實現）

今天我們來到了循環隊列這一節，之前的文章中，我介紹過了用python自帶的列表來實現隊列，這是最簡單的實現方法。

但是，我們都知道，在列表中刪除第一個元素和刪除最后一個元素花費的時間代價是不一樣的，刪除列表的第一個元素，那么在它之后的所有元素都要進行移動。所以當列表特別長的時候，這個代價就比較明顯了。我們本文介紹的循環隊列可以避免這個問題，同樣我們上篇文章提到的用鏈表實現的方法也可以避免。

下面，我們來介紹循環隊列。

循壞隊列

循環隊列，就是將普通的隊列首尾連接起來， 形成一個環狀，並分別設置首尾指針，用來指明隊列的頭和尾。每當我們插入一個元素，尾指針就向后移動一位，當然，在這里我們隊列的最大長度是提前定義好的，當我們彈出一個元素，頭指針就向后移動一位。

這樣，列表中就不存在刪除操作，只有修改操作，從而避免了刪除前面節點造成的代價大的問題。

好，話不多說，我們用代碼來實現一下

class Loopqueue:
    def __init__(self, length):
        self.head = 0
        self.tail = 0
        self.maxSize = length
        self.cnt = 0
        self.__list = [None]*length

這里同樣，我們定義一個隊列類，在實例化循環隊列的時候，要求指定隊列的大小，除了首尾指針以及隊列最大長度之外，我們還聲明一個表示隊列當前長度的屬性cnt。

接下來我們給隊列增加一些操作：

• 判空

    def isEmpty(self):
        return self.cnt == 0

• 判滿

    def isFull(self):
        return self.cnt == self.maxSize

• 添加元素

    def push(self, data):
        if self.isFull():
            return False
        if self.isEmpty():
            self.__list[0] = data
            self.head = 0
            self.tail = 0
            self.cnt = 1
            return True
        self.tail = (self.tail+1)%self.maxSize
        self.cnt += 1
        self.__list[self.tail] = data
        return True

• 彈出元素

    def pop(self):
        if self.isEmpty():
            return False
        data = self.__list[self.head]
        self.head = (self.head+1)%self.maxSize
        self.cnt -= 1
        return data

• 清空隊列

    def clear(self):
        self.head = 0
        self.tail = 0
        self.cnt = 0
        return True

• 定義len和print函數

    def __len__(self):
        return self.cnt

    def __str__(self):
        s = ''
        for i in range(self.cnt):
            index = (i + self.head) % self.maxSize
            s += str(self.__list[index])+' '
        return s

OK，我們的循環隊列類就定義好了，如果你看過介紹隊列的文章，就會發現循環隊列和普通隊列的操作在邏輯上還是有一些相似的。

代碼並不難，相信你已經完全理解了，自己動手操作一下吧。

你還了解哪些隊列類型呢？留言告訴我吧。