第一章Python数据结构和算法（保留最后N个元素）

1.3 保留最后 N 个元素

问题

       在迭代操作或者其他操作的时候，怎样只保留最后有限几个元素的历史记录？

解决方案

       保留有限历史记录正是 collections.deque 大显身手的时候。比如，下面的代码在多行上面做简单的文本匹配，并返回匹配所在行的最后 N 行：

from collections import deque
def search(lines, pattern, history=5):
    previous_lines = deque(maxlen=history)
        for line in lines:
            if pattern in line:
                yield line, previous_lines
            previous_lines.append(line)
# Example use on a file
if __name__ == '__main__':
    with open(r'../../cookbook/somefile.txt') as f:
        for line, prevlines in search(f, 'python', 5):
            for pline in prevlines:
                print(pline, end='')
            print('-' * 20)

　

讨论

       我们在写查询元素的代码时，通常会使用包含 yield 表达式的生成器函数，也就是我们上面示例代码中的那样。这样可以将搜索过程代码和使用搜索结果代码解耦。

       使用 deque(maxlen=N) 构造函数会新建一个固定大小的队列。当新的元素加入并且这个队列已满的时候，最老的元素会自动被移除掉。

代码示例：

　

from collections import deque

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

　　

       尽管你也可以手动在一个列表上实现这一的操作（比如增加、删除等等）。但是这里的队列方案会更加优雅并且运行得更快些。
       更一般的，deque 类可以被用在任何你只需要一个简单队列数据结构的场合。如果你不设置最大队列大小，那么就会得到一个无限大小队列，你可以在队列的两端执行添加和弹出元素的操作。

       代码示例：

from collections import deque

q = deque()
q.append(1)
q.append(2)
q.append(3)
print(q)
# deque([1, 2, 3])
q.appendleft(4)
print(q)
# deque([4, 1, 2, 3])
print(q.pop())
# 3
print(q)
# deque([4, 1, 2])
print(q.popleft())
# 4

　　

       在队列两端插入或删除元素时间复杂度都是 O(1) ，区别于列表，在列表的开头插入或删除元素的时间复杂度为 O(N) 。