queue.Queue 是 Python 标准库 queue 模块中的一个类,适用于多线程环境。它实现了线程安全的 FIFO(先进先出)队列。
双端队列(Deque,Double-Ended Queue)是一种具有队列和栈性质的数据结构,它允许我们在两端进行元素的添加(push)和移除(pop)操作。在Python中,双端队列可以通过collections模块中的deque类来实现。
deque是一个双端队列的实现,它提供了在两端快速添加和移除元素的能力。
当结合使用appendleft和popleft时,你实际上是在实现一个栈(Stack)的数据结构,因为栈是后进先出(LIFO)的,而这两个操作正好模拟了栈的“压栈”和“弹栈”行为。append和pop结合使用同理。
优先队列(Priority Queue)是一种特殊的队列,其中的元素按照优先级进行排序。优先级最高的元素总是最先出队。Python 标准库中提供了 queue.PriorityQueue 和 heapq 模块来实现优先队列。
queue.PriorityQueue
queue.PriorityQueue 是 Python 标准库 queue 模块中的一个类,适用于多线程环境。它实现了线程安全的优先队列。
heapq
heapq 模块是 Python 标准库中的一个模块,提供了基于堆的优先队列实现。heapq 模块不是线程安全的,适用于单线程环境。
代码示例:
1.概念
1.术语
在描述树的各个部分的时候有很多术语。
- 为了让介绍的内容更容易理解, 需要知道一些树的术语.
 - 不过大部分术语都与真实世界的树相关, 或者和家庭关系相关(如父节点和子节点), 所以它们比较容易理解.
 
我们先来看一下树的结构

2.树的定义
- 树(Tree): n(n≥0)个结点构成的有限集合。 
    
- 当n=0时,称为空树;
 - 对于任一棵非空树(n> 0),它具备以下性质:
 - 树中有一个称为“根(Root)”的特殊结点,用 root 表示;
 - 其余结点可分为m(m>0)个互不相交的有限集T1,T2,... ,Tm,其中每个集合本身又是一棵树,称为原来树的“子树(SubTree)”
 
注意:
- 子树之间不可以相交
 - 除了根结点外,每个结点有且仅有一个父结点;
 - 一棵N个结点的树有N-1条边。
 
 
3.树的术语:
- 1.结点的度(Degree):结点的子树个数.
 - 2.树的度:树的所有结点中最大的度数. (树的度通常为结点的个数N-1)
 - 3.叶子结点(Leaf):度为0的结点. (也称为叶子结点)
 - 4.父结点(Parent):有子树的结点是其子树的根结点的父结点
 - 5.子结点(Child):若A结点是B结点的父结点,则称B结点是A结点的子结点;子结点也称孩子结点。
 - 6.兄弟结点(Sibling):具有同一父结点的各结点彼此是兄弟结点。
 - 7.路径和路径长度:从结点n1到nk的路径为一个结点序列n1 , n2,… , nk, ni是 ni+1的父结点。路径所包含边的个数为路径的长度。
 - 8.结点的层次(Level):规定根结点在1层,其它任一结点的层数是其父结点的层数加1。
 - 9.树的深度(Depth):树中所有结点中的最大层次是这棵树的深度。
 
1.概念
二叉树的定义
- 二叉树可以为空, 也就是没有结点.
 - 若不为空,则它是由根结点和称为其左子树TL和右子树TR的两个不相交的二叉树组成。
 
二叉树有五种形态:
- 注意c和d是不同的二叉树, 因为二叉树是有左右之分的.
 

2.特性
二叉树有几个比较重要的特性, 在笔试题中比较常见:
- 一个二叉树第 i 层的最大结点数为:2^(i-1), i >= 1;
 - 深度为k的二叉树有最大结点总数为: 2^k - 1, k >= 1;
 - 对任何非空二叉树 T,若n0表示叶结点的个数、n2是度为2的非叶结点个数,那么两者满足关系n0 = n2 + 1。
 

3.特殊的二叉树
1.满二叉树(Full Binary Tree)
在二叉树中, 除了最下一层的叶结点外, 每层节点都有2个子结点, 就构成了满二叉树.

2.完全二叉树(Complete Binary Tree)
- 除二叉树最后一层外, 其他各层的节点数都达到最大个数.
 - 且最后一层从左向右的叶结点连续存在, 只缺右侧若干节点.
 - 满二叉树是特殊的完全二叉树.
 - 下面不是完全二叉树, 因为D节点还没有右结点, 但是E节点就有了左右节点.
 
4.二叉树的存储
 
  二叉树的存储常见的方式是链表.
链表存储:
- 二叉树最常见的方式还是使用链表存储.
 - 每个结点封装成一个Node, Node中包含存储的数据, 左结点的引用, 右结点的引用.
 

5.二叉树遍历
前序遍历(Pre-order Traversal)、中序遍历(In-order Traversal)和后序遍历(Post-order Traversal)是二叉树的三种基本遍历方式。
遍历规则:
- 前序遍历,按照以下顺序访问节点:根节点、左子树、右子树。
 - 中序遍历,按照以下顺序访问节点:左子树、根节点、右子树。
 - 后序遍历,按照以下顺序访问节点:左子树、右子树、根节点。
 
二叉查找树(Binary Search Tree, BST)是一种特殊的二叉树,它具有以下性质:
- 每个节点都有一个键值(key)。
 - 对于每个节点,其左子树中的所有节点的键值都小于该节点的键值。
 - 对于每个节点,其右子树中的所有节点的键值都大于该节点的键值。
 - 左子树和右子树也分别是二叉查找树。
 - 二叉查找树不允许出现键值相等的结点。
 
二叉查找树的主要操作包括插入、删除和遍历。
1.创建二叉查找树
参数说明:
- key: 节点的键值。
 - left: 指向左子节点的指针。
 - right: 指向右子节点的指针。
 
2.创建二叉查找树
- root: 指向二叉搜索树的根节点。初始时为 None。
 
3.插入节点
插入操作的步骤:
- 如果树为空:直接将新节点作为根节点。
 - 如果树不为空: 
    
- 从根节点开始,根据新节点的键值与当前节点的键值的比较结果,决定向左子树还是右子树移动。
 - 如果新节点的键值小于当前节点的键值,如果当前节点没有左子树,则将新节点插入到当前节点的左子树,否则向左子树移动。
 - 如果新节点的键值大于当前节点的键值,如果当前节点没有右子树,则将新节点插入到当前节点的右子树,否则向右子树移动。
 - 重复上述步骤,直到找到一个空位置,将新节点插入到该位置。
 
 
- insert(key): 公开的插入方法。如果树为空,则创建一个新节点作为根节点;否则,调用 _insert 方法进行递归插入。
 - _insert(node, key): 递归插入方法。根据键值的大小,递归地在左子树或右子树中插入新节点。
 
4.查找节点
5.删除节点
删除逻辑:
1.递归查找待删除节点
- 如果待删除节点的键值小于当前节点的键值,递归地在左子树中查找并删除。
 - 如果待删除节点的键值大于当前节点的键值,递归地在右子树中查找并删除。
 
2.找到待删除节点
删除操作的步骤可以分为以下几种情况:
- 待删除节点是叶子节点(没有子节点):直接删除该节点。
 - 待删除节点只有一个子节点:用其子节点替换该节点。
 - 待删除节点有两个子节点: 
    
- 找到右子树中的最小节点(即后继节点)。
 - 用后继节点的键值替换待删除节点的键值。
 - 删除后继节点(后继节点要么是叶子节点,要么只有一个右子节点)。
 
 
6.遍历
遍历规则:
前序遍历,按照以下顺序访问节点:根节点、左子树、右子树。
中序遍历,按照以下顺序访问节点:左子树、根节点、右子树。
后序遍历,按照以下顺序访问节点:左子树、右子树、根节点。
整个代码实现:
到此这篇环形队列一定优于非环形队列吗(环形队列和非环形队列)的文章就介绍到这了,更多相关内容请继续浏览下面的相关推荐文章,希望大家都能在编程的领域有一番成就!
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