详解Python 队列（先进先出）

Python 队列（先进先出） 使用方法完整攻略

在 Python 中，队列是常见的数据结构之一，常用于数据的缓存、异步任务处理等场景中。Python原生支持队列的使用，本文将介绍Python队列的操作以及常见的使用方法。

初始化队列

首先，需要引入Python Queue模块。Python Queue分为两种： Queue 和 PriorityQueue。

import Queue

# 初始化 Queue 队列
q = Queue.Queue()

# 初始化 PrioriryQueue 队列
pq = Queue.PriorityQueue()

区别在于PriorityQueue由于可以设置优先级，因此入队时需要传入元组 (priority_number, value)。其余方法和Queue相同。

常用方法

Queue中常用的方法如下：
1. q.put(item)：将item数据入队
2. q.get()：返回队列中的第一个元素，并将其从队列中移除
3. q.qsize()：返回队列中的元素个数
4. q.empty()：如果队列为空，返回True，否则返回False
5. q.full()：如果队列满了，返回True，否则返回False

PriorityQueue除此之外，还有以下两个方法：
1. pq.put(priority_number, item)：将元组 (priority_number, item) 入队
2. pq.get()：返回优先级最高的那个元素，并将其从队列中移除。若有多个优先级相等的元素，返回其中任意一个。

对于上述方法的使用，我们可以举出以下两个示例：

示例一：使用 Queue 完成异步任务

import Queue
import threading
import time

# 定义异步任务线程类
class AsyncTaskThread(threading.Thread):
    def __init__(self, task_queue):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.task_queue = task_queue

    def run(self):
        while True:
            # 从队列中获取任务
            task = self.task_queue.get()

            # 执行任务
            print('start task {}'.format(task))
            time.sleep(1)
            print('finish task {}'.format(task))

            # 通知任务已完成
            self.task_queue.task_done()

# 初始化队列
q = Queue.Queue()

# 添加任务
for i in range(5):
    q.put(i)

# 启动两个线程，执行异步任务
for i in range(2):
    t = AsyncTaskThread(q)
    t.daemon = True
    t.start()

# 等待任务完成
q.join()

该示例中，我们定义了一个 AsyncTaskThread 线程，通过 Queue 队列将任务添加到队列中，启动两个线程来执行异步任务。执行的任务相对较简单，每个任务只是暂停了一秒钟。注意，最后我们通过 task_done() 方法通知 Queue 该任务已完成。

示例二：使用 PriorityQueue 实现任务的优先级

import Queue
import threading
import time

# 定义任务类
class Task(object):
    def __init__(self, priority, description):
        self.priority = priority
        self.description = description

    def __cmp__(self, other):
        return cmp(self.priority, other.priority)

# 定义异步任务线程类
class AsyncTaskThread(threading.Thread):
    def __init__(self, task_queue):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.task_queue = task_queue

    def run(self):
        while True:
            # 从队列中获取任务
            task = self.task_queue.get()

            # 执行任务
            print('start task {} with priority {}'.format(task.description, task.priority))
            time.sleep(1)
            print('finish task {} with priority {}'.format(task.description, task.priority))

            # 通知任务已完成
            self.task_queue.task_done()

# 初始化队列
pq = Queue.PriorityQueue()

# 添加任务
pq.put((1, Task(1, 'low priority task')))
pq.put((3, Task(3, 'high priority task')))
pq.put((2, Task(2, 'medium priority task')))

# 启动两个线程，执行异步任务
for i in range(2):
    t = AsyncTaskThread(pq)
    t.daemon = True
    t.start()

# 等待所有任务完成
pq.join()

该示例中，我们使用 PriorityQueue 来实现任务的优先级控制。因为 PriorityQueue 本身支持元组 (priority, value) 的入队操作，因此我们通过封装 Task 类，并重载 __cmp__ 方法以便于 PriorityQueue 进行优先级排序。其他部分和示例一类似。

以上是 Python 队列的常见操作和用法，这里只是对其进行了简单的介绍，更多详细的使用方法和注意事项，可以参考 Python 开发者文档。