掌握Python双端队列（副标题：从零开始学习deque的高效用法）

什么是双端队列？

双端队列（Double-ended Queue），简称 deque，是一种允许在队列的前端和后端都进行插入和删除操作的数据结构。相比普通列表（list），它在两端操作的时间复杂度为 O(1)，效率更高。

如何导入并创建双端队列？

Python 的标准库 collections 模块提供了 deque 类。你可以这样导入并创建一个双端队列：

from collections import deque# 创建一个空的双端队列d = deque()# 或者从可迭代对象初始化d = deque([1, 2, 3])  

常用操作方法详解

以下是 deque 最常用的几个方法，非常适合初学者掌握：

• append(x)：在右端添加元素 x
• appendleft(x)：在左端添加元素 x
• pop()：从右端移除并返回元素
• popleft()：从左端移除并返回元素

下面是一个完整的示例，演示了这些操作的实际效果：

from collections import deque# 初始化一个双端队列d = deque([10, 20])print("初始状态:", d)  # deque([10, 20])# 右端添加d.append(30)print("append(30):", d)  # deque([10, 20, 30])# 左端添加d.appendleft(5)print("appendleft(5):", d)  # deque([5, 10, 20, 30])# 右端弹出right_val = d.pop()print("pop():", right_val, ", 队列变为:", d)  # 30, deque([5, 10, 20])# 左端弹出left_val = d.popleft()print("popleft():", left_val, ", 队列变为:", d)  # 5, deque([10, 20])  

限制队列最大长度（maxlen）

你还可以通过设置 maxlen 参数来限制双端队列的最大长度。当队列满时，新加入的元素会自动挤掉另一端的旧元素，非常适合实现滑动窗口等算法。

from collections import deque# 创建最大长度为3的双端队列d = deque(maxlen=3)# 添加元素d.append(1)d.append(2)d.append(3)print(d)  # deque([1, 2, 3], maxlen=3)# 再添加一个，左边的1会被自动移除d.append(4)print(d)  # deque([2, 3, 4], maxlen=3)  

为什么选择deque而不是list？

虽然Python的 list 也可以模拟双端操作，但在头部插入或删除元素（如 insert(0, x) 或 pop(0)）的时间复杂度是 O(n)，而 deque 在两端的操作都是 O(1)，性能优势明显。

总结一下，Python双端队列（deque）是 Python collections模块 中一个高效、易用的工具，特别适合需要频繁在序列两端操作的场景。通过本篇 deque教程，相信你已经掌握了它的基本用法，可以自信地在项目中使用它了！

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