파이썬의 대기열 - 분석 Vidhya

소개

슈퍼마켓 대기열에서 자신을 구상하면서 좋아하는 아티스트를위한 콘서트 티켓을 구매하기 위해 회전을 기다리고 있습니다. 개인이 라인에 가입하여 첫 번째 (FIFO) 방식으로 진행하는이 순서 대비 프로세스는 컴퓨터 과학자가 대기열이라고 부르는 것입니다. 대기열은 기본적인 Python 데이터 구조로 작업 관리, 비동기 데이터 처리 및 기타 다양한 프로그래밍 기능에 귀중합니다. 이 기사는 Python 큐 구현을 탐구하고 일반적인 개요를 제공하며 그 중요성을 강조합니다.

주요 학습 지점

• 대기열의 개념과 프로그래밍 중요성을 파악하십시오.
• 다양한 파이썬 큐 구현 기술을 마스터하십시오.
• 일반적인 대기열 작업을 탐색하십시오.
• 실제 대기열 응용 프로그램을 발견하십시오.
• 고급 대기열 유형과 그 용도를 이해하십시오.

목차

• 대기열이란 무엇입니까?
• 대기열 작업
• 파이썬 큐 구현
  • 목록 사용
  • collections.deque 활용합니다
  • queue.Queue 사용합니다
• 대기열 응용 프로그램
• 고급 대기열 유형
  • 우선 순위 대기열
  • 이중 큐 (deques)
  • 원형 대기열
  • 차단 대기열
• 자주 묻는 질문

대기열이란 무엇입니까?

큐는 첫 번째, 첫 번째 (FIFO) 원칙을 준수하는 선형 데이터 구조입니다. 데이터가 후면에 추가되고 전면에서 제거되어 최초의 추가 요소가 먼저 처리되도록합니다.

대기열 작업

필수 큐 작업에는 다음이 포함됩니다.

• ENQUEUE : 큐의 후면에 요소를 추가합니다. 전체 대기열은 오버플로가됩니다. 시간 복잡성 : O (1).
• Dequeue : 대기열의 전면에서 요소를 제거합니다 (FIFO). 빈 큐는 언더 플로를 유발합니다. 시간 복잡성 : O (1).
• Peek (Front) : 제거없이 전면 요소에 액세스합니다. 시간 복잡성 : O (1).
• 후면 (뒤로) : 후면 요소에 액세스합니다. 시간 복잡성 : O (1).
• ISEMPTY : 공허함을 확인합니다. 시간 복잡성 : O (1).
• ISFULL : 충만 함을 확인합니다 (고정 크기 대기열의 경우). 시간 복잡성 : O (1).
• 크기 : 대기열의 요소 수를 반환합니다. 시간 복잡성 : O (1) 대부분의 구현에서.

파이썬 큐 구현

파이썬에서 대기열을 구현하기위한 몇 가지 방법이 있습니다.

목록 사용

Python 목록은 대기열 역할을 할 수 있지만 전면에서 제거의 O (N) 복잡성으로 인해 대형 데이터 세트에 비효율적입니다.

 클래스리스트 큐 :
    def __init __ (self) :
        self.queue = []
    # ... (나머지 방법은 동일하게 유지됩니다)

collections.deque 사용

collections.deque 객체는 우수한 효율성을 제공하여 양쪽 끝에서 추가 및 팝업을위한 O (1) 복잡성을 제공합니다.

 컬렉션에서 수입 Deque

클래스 dequequeue :
    def __init __ (self) :
        self.queue = deque ()
    # ... (나머지 방법은 동일하게 유지됩니다)

queue.Queue 사용

queue.Queue 클래스는 다중 스레드 환경에서 스레드 안전 큐 관리를 위해 특별히 설계되었습니다.

 대기열에서 가져 오기 큐에서 비어 있습니다

클래스 스레드 Safequeue :
    def __init __ (self, maxsize = 0) :
        self.queue = 대기열 (maxsize = maxsize)
    # ... (나머지 방법은 동일하게 유지됩니다)

대기열 응용 프로그램

대기열은 다양한 응용 프로그램에서 광범위한 사용을 찾습니다.

• 작업 일정 : 순차적 처리를위한 작업 구성.
• BFS (Brodth-First Search) : 그래프 트래버스 알고리즘.
• 비동기 데이터 처리 : 웹 서버의 데이터 흐름 관리.
• 버퍼링 : 생산자와 소비자 간의 데이터 흐름 제어.
• 인쇄 스풀링 : 인쇄 작업 관리.
• 주문 처리 : 고객 주문 처리.
• 자원 할당 : 공유 리소스 관리.
• 배치 처리 : 배치 작업 처리.
• 네트워킹 : 네트워크 트래픽 관리.
• 운영 체제 : 인터럽트 및 프로세스 관리.
• 시뮬레이션 : 실제 대기 라인 모델링.

고급 대기열 유형

기본 대기열 외에도 몇 가지 특수 유형이 있습니다.

우선 순위 대기열

우선 순위가 높은 요소는 우선 순위가 지정되어 있으며 우선 순위가 높습니다.

 대기열에서 우선 순위 큐에서
# ... (예제 사용은 동일하게 유지됨)

이중 큐 (deques)

양쪽 끝에서 추가 및 제거를 허용합니다.

 컬렉션에서 수입 Deque
# ... (예제 사용은 동일하게 유지됨)

원형 대기열

주위를 감싸서 배열 공간을 효율적으로 사용하십시오.

 Class CircularQueue :
    # ... (구현은 동일하게 유지됩니다)

차단 대기열

가득 차서 비어있을 때 차단 된 스레드 간의 액세스를 동기화합니다.

 가져 오기 큐
# ... (구현은 동일하게 유지됩니다)

대기열의 장점

• 주문 보존 : 요소 순서를 유지합니다.
• 동시 관리 : 동시 데이터 처리를 효과적으로 처리합니다.
• 단순성과 적응성 : 다양한 요구에 쉽게 구현하고 적응할 수 있습니다.

결론

대기열은 광범위한 응용 프로그램을 갖춘 기본 데이터 구조입니다. 효율적인 프로그래밍을 위해서는 구현과 사용을 이해하는 것이 중요합니다. 이 기사는 여러 Python 구현을 발표하고 다양한 응용 프로그램을 강조했습니다.

자주 묻는 질문

Q1. 대기열 대 스택? 대기열은 FIFO를 사용합니다. 스택은 Lifo (마지막으로, 먼저)를 사용합니다.

Q2. 대기열을 언제 사용해야합니까? 작업 예약 또는 BFS와 같은 순서 처리에 대기열을 사용하십시오.

Q3. collections.deque stride-safe입니까? 아니요, 스레드 안전에 queue.Queue 사용하십시오.

Q4. 정렬을위한 대기열? 우선 순위 큐는 우선 순위 기반 정렬을 활성화합니다.

Q5. 실제 대기열 예? 고객 라인, 인쇄 대기열, 웹 서버 요청.

위 내용은 파이썬의 대기열 - 분석 Vidhya의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!