一、deque的基本概念
Collections.deque是Python内置的双向队列实现，deque全称为double-ended queue，即双端队列。它支持从队列的两端快速地添加或删除元素。
常规的list和tuple都可以从尾部添加元素，但是从头部添加或删除元素的效率会比较低，因为需要进行整个列表的平移。而deque在这方面表现优异，因为它内部采用了双向链表的数据结构，可以快速地进行头部和尾部的添加和删除操作。在需要频繁地操作队列的头部和尾部时，deque能够提供更高效的实现方式。
二、deque与list的比较
与list相比，deque在以下几个方面具有优势：
1、在队列的两端进行添加或删除元素时，deque的效率更高
如上所述，deque内部采用双向链表的数据结构，因此在需要频繁地在队列的头部和尾部进行添加或删除元素时，deque相比list能够提供更高效的实现方式。
from collections import deque
# 创建一个deque
d = deque([1, 2, 3])
print(d)
# 头部添加元素
d.appendleft(0)
print(d)
# 头部删除元素
d.popleft()
print(d)
# 尾部添加元素
d.append(4)
print(d)
# 尾部删除元素
d.pop()
print(d)
2、deque支持更高效的旋转操作
deque提供了更高效的旋转操作，可以从队列的两端进行旋转。
from collections import deque
# 创建一个deque
d = deque([1, 2, 3, 4])
# 从头部进行旋转
d.rotate(2)
print(d)
# 从尾部进行旋转
d.rotate(-2)
print(d)
3、deque支持更高效的内存管理
由于deque内部采用双向链表的数据结构，可以更高效地进行内存管理。例如，当在deque中删除元素时，deque能够有效地释放已删除元素的内存。
三、deque的操作
deque提供了一系列与队列相同的操作方法，例如：append(item)、popleft()、extend(iterable)和rotate(n)等。具体示例如下：
from collections import deque
# 创建一个deque
d = deque([1, 2, 3])
# 添加一个元素到队列尾部
d.append(4)
print(d)
# 添加一个元素到队列头部
d.appendleft(0)
print(d)
# 从队列的头部弹出一个元素
d.popleft()
print(d)
# 从队列的尾部弹出一个元素
d.pop()
print(d)
# 迭代deque
for i in d:
print(i)
# 从deque中删除元素
d.remove(2)
print(d)
# 扩展deque，类似于extend方法
list1 = [5, 6, 7]
d.extend(list1)
print(d)
# 从deque中得到一个切片
print(d[2:5])
# 翻转deque
d.reverse()
print(d)
# 从deque的头部或尾部将元素旋转若干步
d.rotate(2)
print(d)
d.rotate(-2)
print(d)四、deque的使用场景
deque适用于需要对队列进行频繁的头部和尾部操作的场景。例如，当我们需要对大量数据进行排序时，可以将数据放入deque中，并使用deque的rotate方法进行快速的排序。
另一个使用deque的场景是实现高效的缓存结构。缓存结构的主要功能是在缓存空间快满时，自动地将最早访问的元素移除缓存，以腾出空间。deque具有类似于队列的特点，可以方便地实现这样的缓存结构。
五、总结
deque是Python内置的双向队列实现，适用于需要对队列进行频繁的头部和尾部操作的场景。deque内部采用双向链表的数据结构，可以更快速、高效地进行这些操作。此外，deque还提供了一系列与队列相同的操作方法，例如append、popleft、extend和rotate等。在实际开发中，我们可以根据具体场景选择不同的队列实现方式，以提高程序的效率。
原创文章，作者：CKED，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/147206.html
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