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Python面向对象编程,如何实现对队列的模拟,测试元素入队、元素出队和检测

2026-04-02 05:44:11

本实战技能使用面向对象编程的思想，实现对队列的模拟，主要测试元素入队、元素出队和检查队列是否已满等功能。运行程序得到的结果如下图所示。

自定义队列实现

【技术要点】

队列是一种只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。队列示意如下图所示。

队列示意图

【主体设计】

队列类封装后，可以实现设置队列大小、入队、出队、显示队列元素、判断队列等功能，实现步骤如下。

Step1：创建自定义myQueue类。

Step2：添加队列属性。

Step3：创建入队、出队、显示队列元素、判断队列等方法。

Step4：验证创建好的类对象。

【编程实现】

本实战技能使用Jupyter Notebook进行编写，建立相关的源文件【自定义队列.ipynb】，在相应的【cell】里面编写代码。具体步骤及代码如下所示。

Step1：使用关键词class，创建myQueue类，代码如下所示。

1. class myQueue:

Step2：创建构造函数，添加队列属性，默认队列大小为10，代码如下所示。

1. def _init_(self, size=10):

2. self._content = []

3. self._size = size

4. self._current = 0

Step3：建立设置队列大小的setSize( )方法，代码如下所示。

1. def setSize(self, size):

2. if size < self._current: # 如果缩小队列，应删除后面的元素

3. for i in range(size, self._current)[::-1]:

4. del self._content[i]

5. self._current = size

6. self._size = size

Step4：创建入队的put( )方法，将元素插入队列，代码如下所示。

1. def put(self, v): # 入队

2. if self._current < self._size:

3. self._content.append(v)

4. self._current = self._current + 1

5. else:

6. print('The queue is full')

Step5：创建出队的get( )方法，代码如下所示。

1. def get(self): # 出队

2. if self._content:

3. self._current = self._current - 1

4. return self._content.pop(0)

5. else:

6. print('The queue is empty')

Step6：创建显示队列当前元素的show( )方法，代码如下所示。

1. def show(self):

2. if self._content:

3. print(self._content)

4. else:

5. print('The queue is empty')

Step7：创建清空队列所有元素的empty( )方法，代码如下所示。

1. def empty(self):

2. self._content = []

Step8：创建判断队列是否为空的isEmpty( )方法，代码如下所示。

1. def isEmpty(self):

2. if not self._content:

3. return True

4. else:

5. return False

Step9：创建判断队列是否已满的isFull( )方法，代码如下所示。

1. def isFull(self):

2. if self._current == self._size:

2. print(' 案例 22：自定义队列 ')

7. print(' 队列元素入队 :')

8. q.show( )

9. print(' 队列是否已满 :', str(q.isFull( )))

10. q.setSize(2)

11. print(' 队列重设后是否已满 :', str(q.isFull( )))

12. print(' 尝试添加新元素：')

13. q.put(3)

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