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Python 中的 Deque 模块介绍
原文：https://www.pythonforbeginners.com/deque/introduction-to-deque-module-in-python
双端队列是一种线性数据结构，我们可以在它的两端插入或删除元素，即它支持后进先出(LIFO)操作以及先进先出(FIFO)操作。dequee 模块是 python 中集合库的一部分，我们可以使用 dequee 模块中内置的方法来执行插入、删除或计算 dequee 中元素的数量。在本文中，我们将尝试通过用 python 实现程序来理解 deque 模块。
如何使用 Python 中的 deque 模块？
为了在 python 中使用 deque，我们将首先使用 import 语句导入模块，如下所示。
from collections import deque
导入 deque 模块后，我们可以使用 deque()方法声明一个 deque 对象。dequee()方法将 list 或 tuple 之类的可迭代对象作为输入参数，创建一个 dequee 对象并返回对 dequee 对象的引用。这可以如下实现。
from collections import deque
myDeque= deque([1,2,3,4,5])
print("The created deque is:")
print(myDeque)
输出:
The created deque is:
deque([1, 2, 3, 4, 5])
如何在一个队列中插入元素？
我们可以使用 collections.deque 模块中定义的几种方法在 deque 中插入元素。
要在队列的开头插入一个元素，我们可以使用 appendleft()方法。appendleft()方法在 dequee 对象上调用时接受一个元素作为输入，并将该元素添加到 dequee 的开头。这可以从下面的例子中看出。
print("Deque before insertion:")
print(myDeque)
myDeque.appendleft(0)
print("Deque after insertion of element 0 at start:")
print(myDeque)
输出:
Deque before insertion:
deque([1, 2, 3, 4, 5])
Deque after insertion of element 0 at start:
deque([0, 1, 2, 3, 4, 5])
要在队列末尾插入一个元素，我们可以使用 append()方法。append()方法在 dequee 对象上调用时接受一个元素作为输入，并将该元素添加到 dequee 的末尾。这可以从下面的例子中看出。
print("Deque before insertion:")
print(myDeque)
myDeque.append(6)
print("Deque after insertion of element 6 at end:")
print(myDeque)
输出:
Deque before insertion:
deque([0, 1, 2, 3, 4, 5])
Deque after insertion of element 6 at end:
deque([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6])
我们也可以在一个队列中同时插入多个条目。要在队列的开始插入多个元素，我们可以使用 extendleft()方法。在 dequee 上调用 extendleft()方法时，该方法将 list 或 tuple 等 iterable 作为输入，并按照与输入中传递的顺序相反的顺序将元素添加到 dequee 的开头，如下所示。
print("Deque before insertion:")
print(myDeque)
myDeque.extendleft([-2,-3,-4])
print("Deque after insertion of multiple elements at start:")
print(myDeque)
输出:
Deque before insertion:
deque([0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6])
Deque after insertion of multiple elements at start:
deque([-4, -3, -2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6])
要在队列末尾插入多个元素，我们可以使用 extend()方法。extend()方法在 dequee 上调用时将 list 或 tuple 等可迭代对象作为输入，并将元素添加到 dequee 的末尾，如下所示。
print("Deque before insertion:")
print(myDeque)
myDeque.extend([-5,-6,-7])
print("Deque after insertion of multiple elements at end:")
print(myDeque)
输出:
Deque before insertion:
deque([-4, -3, -2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6])
Deque after insertion of multiple elements at end:
deque([-4, -3, -2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6, -7])
我们还可以使用 insert()方法在队列中的特定位置插入一个元素。在 deque 上调用 insert()方法时，该方法将必须插入元素的索引作为第一个参数，将元素本身作为第二个参数，并在指定的索引处插入元素，如下所示。
print("Deque before insertion:")
print(myDeque)
myDeque.insert(2,-1)
print("Deque after insertion of element -1 at index 2:")
print(myDeque)
输出:
Deque before insertion:
deque([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6])
Deque after insertion of element -1 at index 2:
deque([0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6])
如何在 Python 中删除 deque 中的元素？
我们可以从队列的开始和结尾删除一个元素。为了从队列的开始处删除一个元素，我们使用 popleft()方法。对 dequee 调用 popleft()方法时，会删除 dequee 中的第一个元素，并返回该元素的值。如果队列为空，popleft()方法将引发一个名为IndexError的异常，并显示一条消息“从空队列中弹出”。为了处理这个异常，我们可以使用除了之外的 python try 来使用异常处理。这可以如下实现。
print("Deque before deletion of leftmost element:")
print(myDeque)
try:
myDeque.popleft()
except IndexError:
print("Deque is empty")
print("Deque after deletion of leftmost element:")
print(myDeque)
输出:
Deque before deletion of leftmost element:
deque([-3, -2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6, -7])
Deque after deletion of leftmost element:
deque([-2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6, -7])
要从队列末尾删除一个元素，我们可以使用 pop()方法。在 dequee 上调用 pop()方法时，会删除 dequee 中的最后一个元素，并返回该元素的值。如果队列为空，pop()方法将引发一个名为IndexError的异常，并显示一条消息“从空队列中弹出”。为了处理这个异常，我们可以使用 python try except 进行异常处理。这可以如下实现。
print("Deque before deletion of rightmost element:")
print(myDeque)
try:
myDeque.pop()
except IndexError:
print("Deque is empty")
print("Deque after deletion of rightmost element:")
print(myDeque)
输出:
Deque before deletion of rightmost element:
deque([-2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6, -7])
Deque after deletion of rightmost element:
deque([-2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6])
我们还可以使用 remove()方法从队列中删除任何特定的元素。在 deque 上调用 remove 方法时，该方法将元素作为输入，并删除该元素的第一个匹配项。当要删除的元素不在 dequee 中时，remove 方法会引发 ValueError 异常，并显示消息“dequee . remove(x):x 不在 dequee 中”。为了处理这个异常，我们可以使用 python 中的 try except 块来进行异常处理。这可以如下实现。
print("Deque before deletion of element -1:")
print(myDeque)
try:
myDeque.remove(-1)
except ValueError:
print("Value is not present in deque")
print("Deque after deletion of element -1:")
print(myDeque)
输出:
Deque before deletion of element -1:
deque([-2, 0, 1, -1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6])
Deque after deletion of element -1:
deque([-2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6])
统计特定元素在队列中的出现次数
为了计算一个元素在队列中出现的次数，我们可以使用 count()方法。在 dequee 上调用 count()方法时，该方法将元素作为输入，返回元素在 dequee 中出现的次数。这可以从下面的例子中看出。
print("Deque is:")
print(myDeque)
n=myDeque.count(2)
print("Number of occurrences element 2 in deque is:")
print(n)
输出:
Deque is:
deque([-2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6])
Number of occurrences element 2 in deque is:
1
反转队列中的元素
我们可以使用 reverse()方法反转 deque 中的元素。在 deque 上调用 reverse()方法时，会按如下方式反转元素的顺序。
print("Deque is:")
print(myDeque)
myDeque.reverse()
print("Reversed deque is:")
print(myDeque)
输出:
Deque is:
deque([-2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, -5, -6])
Reversed deque is:
deque([-6, -5, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -2])
搜索队列中的元素
我们可以使用 index()方法搜索队列中的元素。在 deque 上调用 index()方法时，该方法将元素、开始搜索的 start index 和停止搜索的 end index 分别作为第一、第二和第三个参数，并返回元素所在的第一个索引。当元素不存在时。index()方法引发一个ValueError，并显示一条消息，指出元素不在队列中。我们可以使用 try except 块来处理异常，并给出如下正确的输出。
print("Deque is:")
print(myDeque)
try:
n=myDeque.index(4,0,9)
print("Element 4 is at index")
print(n)
except ValueError:
print("Value is not present in deque")
输出:
Deque is:
deque([-6, -5, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -2])
Element 4 is at index
4
如何在 Python 中旋转一个 deque？
我们可以使用 rotate()方法将队列向右旋转指定的步数。在 dequee 上调用 rotate()方法时，将 dequee 必须旋转的步数作为输入，并按如下方式旋转数组。
print("Deque is:")
print(myDeque)
myDeque.rotate(3)
print("deque after rotationg three steps rightwards is:")
print(myDeque)
输出:
Deque is:
deque([-6, -5, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -2])
deque after rotationg three steps rightwards is:
deque([1, 0, -2, -6, -5, 6, 5, 4, 3, 2])
结论
在本文中，我们介绍了 python 中的 deque 模块及其方法。为了更深入地了解它，并理解 dequee 与其他数据结构(如 python dictionary 、list 和 set)的不同之处，请将代码复制到您的 IDE 中，并尝试 dequee 操作。请继续关注更多内容丰富的文章。