Что вы знаете о структуре данных 'очередь'?

Очередь (Queue) — это линейная структура данных, работающая по принципу FIFO (First-In, First-Out): первым вошедший элемент первым и выходит.

Основные операции:

• put/enqueue: добавление элемента в конец очереди.
• get/dequeue: удаление и возврат элемента из начала очереди.
• peek/front: просмотр элемента в начале очереди без удаления.
• is_empty: проверка, пуста ли очередь.
• size: получение текущего количества элементов.

Реализации в Python:

• list: Простая, но неэффективна при частых операциях pop(0) (сдвиг элементов).
• collections.deque: Двусторонняя очередь, оптимизированная для добавления/удаления с обоих концов, эффективно используется как обычная очередь.
• queue.Queue: Потокобезопасная реализация, удобна для обмена данными между потоками.

Примеры использования collections.deque:

# Инициализация очереди
from collections import deque
q = deque()

# Добавление элементов (enqueue)
q.append('a')
q.append('b')
q.append('c')

# Удаление и возврат элементов (dequeue)
first_element = q.popleft() # 'a'
second_element = q.popleft() # 'b'

# Просмотр элемента в начале (peek) - непрямая, требует импорта функции или проверки непустоты
if q:
    peek_element = q[0] # 'c'

# Проверка на пустоту
is_empty = not q

# Размер
current_size = len(q)

Примеры использования queue.Queue:

# Инициализация потокобезопасной очереди
from queue import Queue
q_threaded = Queue()

# Добавление элементов (put)
q_threaded.put('task1')
q_threaded.put('task2')

# Удаление и возврат элементов (get) - блокирующая операция по умолчанию
task = q_threaded.get() # 'task1'

# Уведомление о завершении обработки элемента (для join)
q_threaded.task_done()

# Проверка на пустоту
is_empty_threaded = q_threaded.empty()

# Размер
current_size_threaded = q_threaded.qsize()

Применяется в задачах:

• Планирование задач (scheduler).
• FIFO-буферы.
• Алгоритмы обхода графов (BFS - Breadth-First Search).
• Обработка запросов (например, в веб-сервере).
• Потокобезопасное взаимодействие между потоками (с queue.Queue).