※廣告預算用在刀口上，台北網頁設計公司幫您達到更多曝光效益
擁有後台管理系統的網站，將擁有強大的資料管理與更新功能，幫助您隨時新增網站的內容並節省網站開發的成本。
隊列Queue:什麼是隊列？
對列是一種有次序的數據集合，其特徵是新數據項的添加總發生在一端（通常稱為"尾rear"端），而現存數據項的移除總發生在另一端（通常稱為"首front"端）
當數據項加入隊列，首先出現在隊尾，隨着隊首數據項的移除，它逐漸接近隊首。新加入的數據項必須在數據集末尾等待，而等待時間最長的數據項則是隊首。這種次序安排的原則稱為：先進先出。
隊列的例子出現在我們日常生活的方方面面：水管，排隊；隊列僅有一個入口和一個出口。不允許數據項直接插入隊中，也不允許從中間移除數據項。
抽象數據類型Queue
抽象數據類型Queue是一個有次序的數據集合，數據項僅添加到"尾"端，而且僅從"首"端移除，Queue具有先進先出的操作次序。
-
抽象數據類型Queue由如下操作定義：
Queue():創建一個空隊列對象，返回值為Queue對象；
enqueue(item):將數據項item添加到隊尾，無返回值；
dequeue():從隊首移除數據項，返回值為隊首數據項，隊列被修改；
isEmpty():測試是否空隊列，返回值為bool;
size():返回隊列中數據項的個數。
隊列操作
隊列內容
返回值
q=Queue()
[]
Queue object
q.isEmpty()
[]
True
q.enqueue(4)
[4]
q.enqueue("dog")
["dog",4]
q.enqueue(True)
[True,"dog",4]
q.size()
[True,"dog",4]
3
q.isEmpty()
[True,"dog",4]
False
q.enqueue("dog")
[8.4,True,"dog",4]
q.dequeue()
[8.4,True,"dog"]
4
q.dequeue()
[8.4,True]
"dog"
q.size()
[8.4,True]
2
Python實現Queue
採用List來容納Queue的數據項，將List首端作為隊列尾端，List的末端作為隊列的首端，enqueue()複雜度為O(n),dequeue()複雜度為O(1)
class Queue:
def __init__(self):
self.items = []
def isEmpty(self):
return self.items == []
def enqueue(self, item):
self.items.insert(0, item)
def dequeue(self):
return self.items.pop()
def size(self):
return len(self.items)
注意：首尾倒過來的實現，複雜度也倒過來。
隊列的應用：約瑟夫問題
傳說猶太人反叛羅馬人，落到困境，約瑟夫和39人決定殉難，坐成一圈，報數1-7，報到7的人由旁邊殺死，結果略瑟夫給自己安排了個位置，最後活了下來……
模擬程序採用隊列來存放所有參加遊戲的人名，按照報數的方向從隊首排到隊尾，模擬遊戲開始，只需要將隊首的人出隊，隨機再到對尾入隊，算是一次報數完成，反覆n次后，將隊首的人移除，不再入隊，如此反覆，知道隊列中剩下一人。
def JosephQuestion(namelist,num):
simqueue = Queue()
for name in namelist:
simqueue.enqueue(name)
while simqueue.size() > 1:
for i in range(num):
simqueue.enqueue(simqueue.dequeue()) # 一次傳遞
simqueue.dequeue() # 處死隊首
return simqueue.dequeue()
隊列的應用：打印任務
有如下場景：多人共享一台打印機，採取"先到先服務"的策略來執行打印任務，在這種設定下，一個首要問題就是：這種打印作業系統的容量有多大？在能夠接受的等待時間內，系統能夠容納多少用戶以多高頻率提交到少打印任務？
一個具體的實例配置如下：
一個實驗室，在任意的一個小時內，大約有10名學生在場，這一個小時中，每個人發起2次左右的打印，每次1-20頁。打印機的性能是：以草稿模式打印的話，每分鐘10頁，以正常模式打印的話，打印質量好，但是速度下降，每分鐘只能打印五頁。
問題：怎麼設定打印機的模式，讓大家都不會等太久的前提下，盡量提高打印質量？這是一個典型的決策支持問題，但無法通過規則直接計算，我們要用一段程序來模擬這種打印任務場景，然後對程序運行結果進行分析，以支持對打印機模式設定的決策。
如何對問題建模：
首先對問題進行抽象，確定相關的對象和過程。拋棄那些對問題實質沒有關係的學生性別，年齡，打印機型號，打印內容，智障大小等等眾多細節。
對象：打印任務，打印隊列，打印機。
打印任務的屬性：提交事件，打印頁數
打印隊列的屬性：具有"先進先出"性質的打印任務隊列
※推薦台中搬家公司優質服務,可到府估價
台中搬鋼琴,台中金庫搬運,中部廢棄物處理,南投縣搬家公司,好幫手搬家,西屯區搬家
打印機的屬性：打印速度，是否忙
過程：生成和提交打印任務
確定生成概率：實例為每小時會有10個學生提交的20個作業，這樣概率是每180秒會有1個作業生成並提交，概率為每秒1/180。
確定打印頁數：實例是1-20頁，那麼就是1-20頁之間概率相同。
過程：實施打印
當前的打印作業：正在打印的作業
打印結束倒計時：新作業開始打印時開始倒計時，返回0表示打印完畢，可以處理下一個作業。
模擬時間：
統一的時間框架：以最小單位（秒）均勻流逝的時間，設定結束時間
同步所有過程：在一個時間單位里，對生成打印任務和實施打印兩個過程各處理一次
打印任務問題：流程模擬
創建打印隊列對象
時間按照秒的單位流逝
按照概率生成打印作業，加入打印隊列
如果打印機空閑，且隊列不空，則取出隊首作業打印，記錄此作業等待時間
如果打印機忙，則按照打印速度進行1秒打印
如果當前作業打印完成，則打印機進入空閑
時間用盡，開始統計平均等待時間
作業的等待時間
生成作業時，記錄生成的時間戳
開始打印時，當前時間減去生成時間即可
作業的打印時間
生成作業時，記錄作業的頁數
開始打印時，頁數除以打印速度即可
import random
class Printer:
def __init__(self, ppm):
self.pagerate = ppm # 打印速度
self.currentTask = None # 打印任務
self.timeRemaining = 0 # 任務倒計時
def tick(self): # 打印1秒
if self.currentTask != None:
self.timeRemaining -= 1
if self.timeRemaining <= 0:
self.currentTask = None
def busy(self): # 打印機忙
if self.currentTask != None:
return True
else:
return False
def startNext(self, newtask): # 打印新作業
self.currentTask = newtask
self.timeRemaining = newtask.getPages() * 60 / self.pagerate
class Task:
def __init__(self, time):
self.timestamp = time # 生成時間戳
self.pages = random.randrange(1, 21) # 打印頁數
def getStamp(self):
return self.timestamp
def getPages(self):
return self.pages
def waitTime(self, currenttime):
return currenttime - self.timestamp # 等待時間
def newPrintTask():
num = random.randrange(1, 181)
if num == 180:
return True
else:
return False
def simulation(numSeconds, pagesPerMinute): # 模擬
labprinter = Printer(pagesPerMinute)
printQueue = Queue()
waittingtimes = []
for currentSecond in range(numSeconds):
if newPrintTask():
task = Task(currentSecond)
printQueue.enqueue(task)
if not labprinter.busy() and not printQueue.isEmpty():
nexttask = printQueue.dequeue()
waittingtimes.append(nexttask.waitTime(currentSecond))
labprinter.startNext(nexttask)
labprinter.tick()
averageWait = sum(waittingtimes) / len(waittingtimes)
print("Average Wait %6.2f secs %3d tasks remaining" %(averageWait,printQueue.size()))
※台中搬家公司教你幾個打包小技巧,輕鬆整理裝箱!
還在煩惱搬家費用要多少哪？台中大展搬家線上試算搬家費用，從此不再擔心「物品怎麼計費」、「多少車才能裝完」
Orignal From: 線性結構隊列以及應用（上）_台中搬家公司
留言
張貼留言