[Introduction to Algorithms and Data Structures] Using Python Arrays to Realize the Function of a Queue

Implement a queue

Title description:

1. Use an array to implement a queue, which requires the following methods

• Enqueue
• Dequeue
• View queues 首, 尾elements
• View queue size

2. Queue operation

• Create a new queue (named q1)
• Enqueue array ls_1 by index from small to large
• Number of elements in the output queue
• Get the first element of the team, save it in the variable q1_gettop, and observe the number of elements in the stack
• Pop the top element of the stack, save it in the variable s1_poptop, observe the number of elements

prompt

1. Queue

Introduction

• A common data structure
• FIFO-first in first out: the element inserted first comes out first

Note

• Use an array to implement the queue. After the dequeue operation, the first half of the array space is not used

2. Code completion

class MyQueue:
    def __init__(self):
        self.arr = []
        self.front = 0   #队首索引(指针)
        self.rear = 0    #队尾索引（指针）
    
    #判断队列是否为空
    def is_empty(self):
        # 请输入你的代码
        return self.rear == self.front
    
    #返回队列大小
    def size(self):
        # 请输入你的代码
        return self.rear - self.front
    
    #返回队列首元素
    def get_front(self):
        #先判断队列是否为空，为空返回None，否则返回队首元素
        # 请输入你的代码
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.arr[self.front]
    #返回队尾元素
    def get_rear(self):
        #先判断队列是否为空，为空返回None，否则返回队尾元素
        # 请输入你的代码
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.arr[self.rear-1]

    #出队（更换队首）
    def de_queue(self):
        #先判断队列是否为空
        # 请输入你的代码
        if self.rear > self.front:
            self.front += 1
        else:
            print('队列已空')
           
    
    #入队
    def en_queue(self, item):
        #队尾插入新元素后，注意更新队尾索引（指针）
        # 请输入你的代码
        self.arr.append(item)
        self.rear += 1

Queue operation

Create a new queue (named q1)

# 请输入你的代码
q1 = MyQueue()
q1

<__main__.MyQueue at 0x7d42408>

Enqueue array ls_1 by index from small to large

ls_1 = list(range(1,10,2))
ls_1

[1, 3, 5, 7, 9]

for i in ls_1:
    # 请输入你的代码
    q1.en_queue(i)

Number of elements in the output queue

# 请输入你的代码
q1.size()

5

Get the first element of the queue, save it in the variable q1_getfront, and print the number of elements in the queue

# 请输入你的代码
q1_getfront = q1.get_front()
print('队首元素为：{}'.format(q1_getfront))
print('队列长度为：{}'.format(q1.size()))

队首元素为：1
队列长度为：5

Get the tail element, save it in the variable q1_getrear, print the number of queue elements

# 请输入你的代码
q1_getrear = q1.get_rear()
print('队尾元素为：{}'.format(q1_getrear))
print('队列长度为：{}'.format(q1.size()))

队尾元素为：9
队列长度为：5

Perform the dequeue operation, print out the head index, tail index, and the number of queue elements before and after the team

# 请输入你的代码
print('出队前队首索引为：{},队尾索引为：{}'.format(q1.front,q1.rear))
print('*******************')
q1.de_queue()
print('出队后队首索引为：{}，队尾索引为：{}'.format(q1.front,q1.rear))
print('出队之后队列元素个数为：{}'.format(q1.size()))

出队前队首索引为：0,队尾索引为：5
*******************
出队后队首索引为：1，队尾索引为：5
出队之后队列元素个数为：4