Ako môžem efektívne implementovať kruhové pole v Pythone?

Python nemá zabudovanú štruktúru dát kruhového poľa. Môžete však efektívne implementovať jeden pomocou štandardného zoznamu pythonu a operátora modulu (`%`). Tu sú dva prístupy:

Metóda 1:Používanie zoznamu a operátora modulu

Táto metóda je najpriamejšia a všeobecne najúčinnejšia. Používa operátor Modulo na zabalenie indexov poľa.

`` `Python

triedny CircularArray:

def __init __ (ja, kapacita):

self.kapacity =kapacita

self.array =[none] * kapacita

self.head =0

self.size =0

def is_empty (self):

návrat self.size ==0

def is_full (self):

návrat self.size ==self.capacity

def enqueue (ja, položka):

ak self.is_full ():

Zvýšenie indexError („Kruhové pole je plné“)

self.array [(self.head + self.size) % self.capacity] =položka

self.size +=1

Def Dequeue (self):

ak self.is_empty ():

Zvýšenie indexError („kruhové pole je prázdne“)

item =self.array [self.head]

self.head =(self.head + 1) % self.kapacity

self.size -=1

vrátenie

def peek (ja):

ak self.is_empty ():

Zvýšenie indexError („kruhové pole je prázdne“)

návrat self.array [self.head]

def __len __ (self):

Vráťte sa

def __str __ (self):

návrat Str (self.array)

#Príklad využitia

Circular_array =CircularArray (5)

Circular_array.enqueue (10)

Circular_array.enqueue (20)

Circular_array.enqueue (30)

Print (Circular_array) # výstup:[10, 20, 30, žiadny, žiadny]

tlač (Circular_array.dequeue ()) # výstup:10

Print (Circular_array) # výstup:[Žiadne, 20, 30, žiadne, žiadne, žiadne]

Circular_array.enqueue (40)

Circular_array.enqueue (50)

tlač (Circular_array) # výstup:[žiadne, 20, 30, 40, 50]

tlač (Circular_array.is_full ()) # výstup:true

`` `

Metóda 2:Použitie `kolekcie.deque` (pre jednoduchšiu implementáciu, ale potenciálne menej efektívna pre veľké polia)

Python's `Collections.deque` poskytuje dvojitý front, ktorý sa dá použiť na napodobnenie kruhového poľa. Je jednoduchšie implementovať, ale môže byť menej efektívne pre veľmi veľké polia v porovnaní s prístupom založeným na priamom zozname v dôsledku režijných nákladov.

`` `Python

Z zbierok import deque

trieda CircularrayDeque:

def __init __ (ja, kapacita):

self.kapacity =kapacita

self.array =deque (maxlen =kapacita)

def is_empty (self):

návrat Len (self.array) ==0

def is_full (self):

návrat Len (self.array) ==self.capacity

def enqueue (ja, položka):

ak self.is_full ():

Zvýšenie indexError („Kruhové pole je plné“)

self.array.append (položka)

Def Dequeue (self):

ak self.is_empty ():

Zvýšenie indexError („kruhové pole je prázdne“)

návrat self.array.popleft ()

def peek (ja):

ak self.is_empty ():

Zvýšenie indexError („kruhové pole je prázdne“)

návrat self.array [0]

def __len __ (self):

návrat Len (self.array)

def __str __ (self):

return Str (zoznam (self.array))

#Example Sunage (rovnaké ako vyššie, stačí nahradiť CircularArray za CircularArrayDeque)

`` `

Ktorý spôsob zvoliť?

Vo väčšine prípadov metóda 1 (pomocou zoznamu a operátora modulu) sa odporúča kvôli jeho všeobecne lepším výkonom, najmä pre väčšie polia. `Collections.Deque` je dobrá voľba, ak je jednoduchosť a čitateľnosť uprednostňované pred výkonom RAW a neočakáva sa, že veľkosť poľa bude mimoriadne veľká. Ak pracujete so skutočne masívnymi poliami, môžete zvážiť použitie numpy polí pre ďalšie zvýšenie výkonu, aj keď to dodáva inú úroveň zložitosti.

• Predchádzajúca strana: Sú polia v Pythone menené, a ak áno, ako to ovplyvní ich programovanie používania? 
• Ďalšia strana: Ako sa dá NP.tensordot použiť na efektívne vykonávanie operácií produktu tenzora dot dot v Pythone?