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잔재미코딩 소식 공유

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5. 대표적인 데이터 구조4: 큐 (Queue)¶

줄을 서는 행위와 유사
가장 먼저 넣은 데이터를 가장 먼저 꺼낼 수 있는 구조
- 음식점에서 가장 먼저 줄을 선 사람이 제일 먼저 음식점에 입장하는 것과 동일
- FIFO(First-In, First-Out) 또는 LILO(Last-In, Last-Out) 방식으로 스택과 꺼내는 순서가 반대

알아둘 용어¶

Enqueue: 큐에 데이터를 넣는 기능
Dequeue: 큐에서 데이터를 꺼내는 기능
Visualgo 사이트에서 시연해보며 이해하기 (enqueue/dequeue 만 클릭해보며): https://visualgo.net/en/list

파이썬 queue 라이브러리 활용해서 큐 자료 구조 사용하기¶

queue 라이브러리에는 다양한 큐 구조로 Queue(), LifoQueue(), PriorityQueue() 제공
프로그램을 작성할 때 프로그램에 따라 적합한 자료 구조를 사용
- Queue(): 가장 일반적인 큐 자료 구조
- LifoQueue(): 나중에 입력된 데이터가 먼저 출력되는 구조 (스택과 유사 방식)
- PriorityQueue(): 데이터마다 우선순위를 넣어서, 우선순위가 높은 순으로 데이터 출력

Queue()로 큐 만들기 (가장 일반적인 큐, FIFO(First-In, First-Out))¶

In [123]:

# 큐 만들기
import queue
data_queue = queue.Queue()

In [124]:

# 데이터 넣기
data_queue.put("korea")
data_queue.put(1)

In [125]:

# 큐 사이즈 확인하기
data_queue.qsize()

Out[125]:

In [126]:

# 데이터 꺼내기
data_queue.get()

Out[126]:

'korea'

In [127]:

# 데이터 꺼내지면 큐 사이즈도 줄어듬
data_queue.qsize()

Out[127]:

In [128]:

data_queue.get()

Out[128]:

LifoQueue()로 큐 만들기 (LILO(Last-In, Last-Out))¶

In [129]:

# LifoQueue 만들기
import queue
data_queue = queue.LifoQueue()

In [130]:

# 데이터 넣기
data_queue.put("korea")
data_queue.put(1)

In [131]:

# 데이터 꺼내기
data_queue.get()

Out[131]:

PriorityQueue()로 큐 만들기¶

In [132]:

# LifoQueue 만들기
import queue
data_queue = queue.PriorityQueue()

In [133]:

# 데이터 넣기
data_queue.put((10, "korea"))           # <-- (우선순위, 데이터) 형식의 튜플로 넣어야 함
data_queue.put((5, 1))                  # <-- (우선순위, 데이터) 형식의 튜플로 넣어야 함 
data_queue.put((15, "china"))           # <-- (우선순위, 데이터) 형식의 튜플로 넣어야 함

In [134]:

# 데이터 꺼내기 
data_queue.get()                        # <-- 우선순위값이 가장 낮은 데이터 순으로 출력 (1순위가 2순위보다 우선순위가 높죠!)

Out[134]:

(5, 1)

In [135]:

# 데이터 꺼내기
data_queue.get()

Out[135]:

(10, 'korea')

프로그래밍 연습
다음 추상 클래스를 상속받아서 리스트변수로 큐(FIFO) 클래스 만들어보기

  
# 추상 클래스 만들기
from abc import *

class AbstractQueue(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod
    def enqueue(self, data):              # 데이터의 추가
        raise NotImplemented

    @abstractmethod    
    def dequeue(self):                     # 데이터의 꺼내오기
        raise NotImplemented

프로그래밍 연습
위 코드에서 큐 타입에 따라 FIFO, LILO 큐를 만들 수 있는 클래스 만들어보기

In [136]:

from abc import *

class AbstractQueue(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod
    def enqueue(self, data):              # 데이터의 추가
        raise NotImplemented

    @abstractmethod
    def dequeue(self):                     # 데이터의 꺼내오기
        raise NotImplemented

In [137]:

class DaveQueue(AbstractQueue):
    def __init__(self):
        self.items = list()
    
    def enqueue(self, data):
        self.items.append(data)
    
    def dequeue(self):
        data = self.items[0]
        del self.items[0]
        return data

dave_queue = DaveQueue()
for num in range(10):
    dave_queue.enqueue(num)
print (dave_queue.dequeue())

프로그래밍 연습
객체 생성시 큐 타입을 FIFO, LILO로 지정할 수 있는클래스로 만들어보기 (클래스로 스택 구현해보기 참고하기)

프로그래밍 연습
객체 생성시 큐 타입을 FIFO, LILO, PriorityQueue까지 지정할 수 있는 클래스로 만들어보기 (클래스로 스택 구현해보기 참고하기)

In [139]:

from abc import *

class AbstractQueue(metaclass=ABCMeta):
    
    @abstractmethod
    def enqueue(self, data):              # 데이터의 추가
        raise NotImplemented

    @abstractmethod    
    def dequeue(self):                     # 데이터의 꺼내오기
        raise NotImplemented

import queue
class QueueSet(AbstractQueue):

    def __init__(self, type):
        if type == 1:
            self.data_queue = queue.Queue()
        elif type == 2:
            self.data_queue = queue.LifoQueue()
        else:
            self.data_queue = queue.PriorityQueue()
        
    def enqueue(self, data):
        self.data_queue.put(data)
    
    def dequeue(self):
        return self.data_queue.get()

fifo_queue = QueueSet(1)
for num in range(10):
    fifo_queue.enqueue(num)

for index in range(10):
    print (fifo_queue.dequeue())

lilo_queue = QueueSet(2)
for num in range(10):
    lilo_queue.enqueue(num)

for index in range(10):
    print (lilo_queue.dequeue())
    
priority_queue = QueueSet(3)
for num in range(10):
    priority_queue.enqueue((1, num))

for index in range(10):
    print (priority_queue.dequeue())

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
(1, 0)
(1, 1)
(1, 2)
(1, 3)
(1, 4)
(1, 5)
(1, 6)
(1, 7)
(1, 8)
(1, 9)

합리적인 분들과 확연히 다른 좋은 IT 강의를 만들 수 있는 선순환 시스템을 지향합니다