修复双端队列 Python 的大小

在 Python 中，deque 是一种双端队列。deque 通过 append 和 popleft 方法实现快速和高效的队列操作，这使得它在许多场景中都很有用。不过，可能有时候你需要限制 deque 的大小，使得它只会在指定大小的范围内进行操作。在本篇文章中，我们将讨论如何修复双端队列 Python 的大小。

使用标准库的 deque

Python 的标准库已经为我们提供了 deque 的实现。deque 的默认行为是无限制大小，所以在使用时需要做出调整。

指定最大长度

通过传递一个参数给 deque 的构造函数，我们可以指定其最大长度。

from collections import deque

my_deque = deque(maxlen=3)
my_deque.append(1)
my_deque.append(2)
my_deque.append(3)
my_deque.append(4)
print(my_deque)  # deque([2, 3, 4], maxlen=3)

在上述代码中，我们创建了一个最大长度为 3 的 deque。当我们加入第四个元素时，最先加入队列中的元素 1 会被移除，队列变为 [2, 3, 4]。其中，maxlen 参数指定 deque 的最大长度。如果我们不指定该参数，则 deque 的长度没有限制。

手动控制队列长度

我们也可以通过下面的代码手动控制 deque 的长度：

from collections import deque

my_deque = deque()
my_deque.append(1)
my_deque.append(2)
my_deque.append(3)
if len(my_deque) > 3:
    my_deque.popleft()
print(my_deque)  # deque([1, 2, 3])

在上述代码中，同样是创建一个无限长度的 deque，之后手动控制其长度。当 deque 的长度超过 3 时，我们就移除其最左侧（也就是最先加入队列的）元素。这就保证了 deque 的长度不会超过 3。

自定义 deque

如果标准库的 deque 无法满足我们的需求，我们也可以自定义实现 deque。下面是一个简单的实现例子。

class MyDeque:
    def __init__(self, max_size=None):
        self._deque = []
        self.max_size = max_size

    def append(self, value):
        self._deque.append(value)
        if self.max_size and len(self._deque) > self.max_size:
            self._deque.pop(0)

    def appendleft(self, value):
        self._deque.insert(0, value)
        if self.max_size and len(self._deque) > self.max_size:
            self._deque.pop()

    def pop(self):
        return self._deque.pop()

    def popleft(self):
        return self._deque.pop(0)

在上述代码中，我们定义了一个 MyDeque 类，实现了双端队列的四个基本方法：append、appendleft、pop、popleft。关键在于在 append 和 appendleft 中加入了长度控制的逻辑。

使用自定义 deque

我们可以像使用标准库的 deque 一样使用 MyDeque：

my_deque = MyDeque(max_size=3)
my_deque.append(1)
my_deque.append(2)
my_deque.append(3)
my_deque.append(4)
print(my_deque)  # [2, 3, 4]

在上述代码中，我们创建了一个最大长度为 3 的 MyDeque，当加入第四个元素时，最先加入队列中的元素 1 会被移除，队列变为 [2, 3, 4]。

结论

双端队列在很多场景中都非常有用，特别是在需要高效地进行头部或尾部加入或删除操作时。通过指定最大长度或手动控制队列长度，我们可以限制 deque 的大小，从而避免过度使用内存。如果标准库 deque 无法满足我们的需求，我们也可以自定义 deque 的实现。