Coding Interview Prep · 课时

队列与 collections.deque

快速从两端入队和出队

第 3 / 4 课13 个步骤

队列与 collections.deque 是 CoddyKit 上的免费 Coding Interview Prep 课时。 这是第 3 节课,共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Coding Interview Prep 学习路径的一部分,你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Coding Interview Prep 课程共包含 4 节课。

先进先出

队列按照元素到达的顺序处理它们,就像商店门口的队伍。先进入的元素先出去。

为什么不使用列表

列表可以从前端弹出元素,但 pop(0) 需要 O(n) 时间,因为其他每个元素都要向左移动。对于大型输入来说,这太慢了。

q = []
q.pop(0)  # O(n), avoid this

认识 collections.deque

collections 中的双端队列可以在两端以 O(1) 时间添加和移除元素。它是竞赛编程中的首选结构。

from collections import deque
q = deque()

在队尾入队

使用 append 将新元素添加到右端,就像操作列表一样。这一端就是队列的队尾。

q.append(1)
q.append(2)

从队首出队

使用 popleft 从左端移除最早加入的元素。该操作为常数时间,并实现真正的 FIFO 行为。

first = q.popleft()  # returns 1

两端都可以操作

双端队列还支持 appendleft 和从右端调用 pop。这种灵活性让一个结构既可以充当栈,也可以充当队列。

q.appendleft(0)
last = q.pop()

弹出前先检查

从空双端队列中移除元素会引发错误,因此在循环中请用 while q 检查,以确保遍历安全。

while q:
    x = q.popleft()

队列驱动 BFS

竞赛编程中最常见的用途是BFS。您先将起始节点入队,然后不断从队首弹出节点并加入它的邻居。

简易 BFS 框架

这个循环会逐层访问节点。每个邻居都会被加入队列,之后按照到达顺序进行处理。

while q:
    node = q.popleft()
    for nb in graph[node]:
        q.append(nb)

限制双端队列大小

设置最大长度后,双端队列已满时会丢弃最早的元素,非常适合滑动窗口和近期历史记录。

window = deque(maxlen=3)

一种结构,多种用途

请记住,双端队列在两端都很快,因此需要队列、栈或滑动缓冲区时都可以优先考虑它。

快速检查

您需要在队列中快速移除队首元素。哪种选择是正确的?

回顾:双端队列是快速队列

您认识了 collections.deque:使用 append 和 popleft 实现 O(1) 的 FIFO,两端都可以操作,还能用最大长度处理窗口。它是 BFS 的基础。🎯

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常见问题解答

「队列与 collections.deque」课时是免费的吗?

是的 — 「队列与 collections.deque」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习(内置代码编辑器和全天候 AI 导师)并解锁 Coding Interview Prep 课程的其余内容,请升级到 CoddyKit PRO。 Coding Interview Prep 课程共包含 4 节课。

「队列与 collections.deque」这节课中我会学到什么?

快速从两端入队和出队 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Coding Interview Prep,全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Coding Interview Prep 需要有经验吗?

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Coding Interview Prep 课程适合初学者到高级学习者,你可以从这里开始或从头开始,按照自己的节奏学习。 这是第 3 节课,共 4 节。

「队列与 collections.deque」课时需要多长时间?

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动,所以你能稳步进步,并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Coding Interview Prep 课中编写并运行代码吗?

能。每节 Coding Interview Prep 课都包含内置代码编辑器,你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码,并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. 使用栈匹配括号
  2. 单调栈:下一个更大元素
  3. 队列与 collections.deque
  4. 使用双端队列求滑动窗口最大值
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