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Python隊(duì)列Queue超詳細(xì)講解

 更新時(shí)間:2023年04月20日 10:01:36   作者:小魚干兒?  
Queue是python標(biāo)準(zhǔn)庫中的線程安全的隊(duì)列(FIFO)實(shí)現(xiàn),提供了一個(gè)適用于多線程編程的先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),即隊(duì)列,用來在生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程之間的信息傳遞,本文給大家講解Python隊(duì)列Queue的相關(guān)知識,需要的朋友參考下吧

queue模塊簡介

queue模塊是Python內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)模塊,模塊實(shí)現(xiàn)了三種類型的隊(duì)列,它們的區(qū)別僅僅是條目取回的順序,分別由3個(gè)類進(jìn)行表示,Queue,LifoQueue,PriorityQueue

queue.Queue(maxsize=0)

先進(jìn)先出隊(duì)列
maxsize 是個(gè)整數(shù),用于設(shè)置可以放入隊(duì)列中的項(xiàng)目數(shù)的上限。當(dāng)達(dá)到這個(gè)大小的時(shí)候,插入操作將阻塞至隊(duì)列中的項(xiàng)目被消費(fèi)掉。如果 maxsize 小于等于零,隊(duì)列尺寸為無限大。

from queue import Queue
# FIFO
queue_obj = Queue()  # 創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列對象
for i in range(4):
    queue_obj.put(i)
while not queue_obj.empty():
    print(queue_obj.get())
# 輸出順序
0
1
2
3

queue.LifoQueue(maxsize=0)

后進(jìn)先出,maxsize和Queue一樣

from queue import Queue,LifoQueue

# LIFO
queue_obj = LifoQueue()  # 創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列對象
for i in range(4):
    queue_obj.put(i)
while not queue_obj.empty():
    print(queue_obj.get())
 
# 輸出順序
3
2
1
0

queue.PriorityQueue(maxsize=0)

優(yōu)先級隊(duì)列構(gòu)造器,按照級別順序取出元素,級別最低的最先取出
隊(duì)列中的元素一般采取元組的形式進(jìn)行存儲(priority_number, data)

優(yōu)先級不同數(shù)據(jù)部分可以比較大小

PriorityQueue_obj = PriorityQueue()
PriorityQueue_obj.put((5,45))
PriorityQueue_obj.put((1,42))
PriorityQueue_obj.put((2,47))
while not PriorityQueue_obj.empty():
    print(PriorityQueue_obj.get())
# 輸出順序
(1, 42)
(2, 47)
(5, 45)

優(yōu)先級一樣,數(shù)據(jù)部分可以比較大小

priorityQueue_obj = PriorityQueue()
priorityQueue_obj.put((1,45))
priorityQueue_obj.put((1,42))
priorityQueue_obj.put((1,47))
while not PriorityQueue_obj.empty():
    print(PriorityQueue_obj.get())

(1, 42)
(1, 45)
(1, 47)

priorityQueue_obj = PriorityQueue()
priorityQueue_obj.put((1,[1,4]))
priorityQueue_obj.put((1,[2,4]))
priorityQueue_obj.put((1,[2,3]))
while not PriorityQueue_obj.empty():
    print(PriorityQueue_obj.get())
    
(1, [1, 4])
(1, [2, 3])
(1, [2, 4])
當(dāng)優(yōu)先級一樣的時(shí)候,會在比較數(shù)據(jù)部分的大小,同上字符串也可以比較大小,

優(yōu)先級一樣,數(shù)據(jù)部分不可以比較大小
報(bào)錯

priorityQueue_obj = PriorityQueue()
priorityQueue_obj.put((1,{"1":9}))   
priorityQueue_obj.put((1,{"k":6}))
priorityQueue_obj.put((1,{"8":9}))
while not priorityQueue_obj.empty():
    print(priorityQueue_obj.get())   # 沒有字典不能直接比較大小
    
# 報(bào)錯內(nèi)容
# TypeError: '<' not supported between instances of 'dict' and 'dict'

如果想實(shí)現(xiàn)字典這類的比較或者改變其他數(shù)據(jù)類型的比較大小方式
需要自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)類,將數(shù)據(jù)包裝到類中,在類中自定義或
重寫 def __lt__(self, other):魔法方法,其作用是實(shí)現(xiàn)同類對象進(jìn)行“比較”的方法,在類進(jìn)行比較的時(shí)候可以自動調(diào)用

class dic:
    def __init__(self,level,data):
        self.level = level
        self.data = data
    def __lt__(self, other):
        if self.level == other.level:
            return len(self.data)<len(other.data)
        return self.level < other.level

priorityQueue_obj = PriorityQueue()
priorityQueue_obj.put(dic(5, {1:4, 2:5}))
priorityQueue_obj.put(dic(4, {1:4}))
priorityQueue_obj.put(dic(5, {1:2}))
while not priorityQueue_obj.empty():
    print(priorityQueue_obj.get().data)

# 結(jié)果
{1: 4}
{1: 2}
{1: 4, 2: 5}

如果想避免麻煩,避免出現(xiàn)優(yōu)先級一樣的情況,就省去了一系列的問題

queue.SimpleQueue (3.7 新版功能.)

無界的 FIFO 隊(duì)列構(gòu)造函數(shù)。簡單的隊(duì)列,缺少任務(wù)跟蹤等高級功能。

常用方法 Queue.qsize()

返回隊(duì)列的大致大小。

queue_obj = LifoQueue()  # 創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列對象
for i in range(4):
    queue_obj.put(i)
    print(queue_obj.qsize())

結(jié)果
1
2
3
4
  • Queue.empty()

如果隊(duì)列為空,返回 True ,否則返回 False 。

  • Queue.full()

如果隊(duì)列是滿的返回 True ,否則返回 False 。

  • Queue.put(item, block=True, timeout=None)

將 item 放入隊(duì)列。如果可選參數(shù) block 是 true 并且 timeout 是 None (默認(rèn)),則在必要時(shí)阻塞至有空閑插槽可用。如果 timeout 是個(gè)正數(shù),將最多阻塞 timeout 秒,如果在這段時(shí)間沒有可用的空閑插槽,將引發(fā) Full 異常。反之 (block 是 false),如果空閑插槽立即可用,則把 item 放入隊(duì)列,否則引發(fā) Full 異常 ( 在這種情況下,timeout 將被忽略)。

  • Queue.put_nowait(item)

相當(dāng)于 put(item, block=False)。

  • Queue.get(block=True, timeout=None)

從隊(duì)列中移除并返回一個(gè)項(xiàng)目。如果可選參數(shù) block 是 true 并且 timeout 是 None (默認(rèn)值),則在必要時(shí)阻塞至項(xiàng)目可得到。如果 timeout 是個(gè)正數(shù),將最多阻塞 timeout 秒,如果在這段時(shí)間內(nèi)項(xiàng)目不能得到,將引發(fā) Empty 異常。反之 (block 是 false) , 如果一個(gè)項(xiàng)目立即可得到,則返回一個(gè)項(xiàng)目,否則引發(fā) Empty 異常 (這種情況下,timeout 將被忽略)。

  • Queue.get_nowait()

相當(dāng)于 get(block=False) 。

  • Queue.task_done()

在完成一項(xiàng)工作以后,task_done()告訴隊(duì)列,該任務(wù)已處理完成

  • Queue.join()

阻塞至隊(duì)列中所有的元素都被接收和處理完畢。
隊(duì)列添加新工作時(shí),未完成任務(wù)的計(jì)數(shù)就會增一,當(dāng)調(diào)用task_done()函數(shù)后,就代表執(zhí)行完一個(gè)工作,未完成任務(wù)的計(jì)數(shù)就會減一,當(dāng)計(jì)數(shù)為0時(shí) join() 阻塞被解除。

阻塞與拋出異常

添加元素發(fā)生阻塞

queue_obj = Queue(3)  # 隊(duì)列的最大長度為3
for i in range(4): # 當(dāng)向隊(duì)列中添加的元素超過隊(duì)列的最大長度就會發(fā)生阻塞,當(dāng)隊(duì)列中取出一個(gè)數(shù)據(jù)才會解除堵塞
    queue_obj.put(i)
    # print(queue_obj.qsize())
print("阻塞")
queue_obj = Queue(3)  # 創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列對象
for i in range(4):
    queue_obj.put(i,block=False)   當(dāng)超出最大長度的時(shí)就會報(bào)錯

取元素發(fā)生阻塞

queue_obj = Queue(3)  
for i in range(3):
    queue_obj.put(i)
for i in range(4):  當(dāng)取出元素的時(shí)候發(fā)現(xiàn)沒有元素的時(shí)候就會發(fā)生阻塞
    print(queue_obj.get())
queue_obj = Queue(3)  
for i in range(3):
    queue_obj.put(i)
for i in range(4):  
    print(queue_obj.get(block=False))  如果隊(duì)列為空,仍然繼續(xù)取元素,會發(fā)生報(bào)錯

超時(shí)報(bào)錯

queue_obj = Queue(3)  
for i in range(4):
    queue_obj.put(i,timeout=4)  # 如果阻塞4秒,原隊(duì)列中仍然沒有位置,則會發(fā)生報(bào)錯

其他設(shè)置tiemout扽同理,只要超出時(shí)間,仍然沒有解決阻塞,就會拋出異常

到此這篇關(guān)于Python隊(duì)列Queue詳解,超詳細(xì)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python隊(duì)列Queue內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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