### 自定义实现双端队列 在 Python 中，可以通过继承 `collections.deque` 或者手动实现来构建一个支持两端操作的双端队列。以下是基于列表的手动实现方式： #### 类设计说明 - **初始化方法 (`__init__`)：** 初始化一个空列表用于存储数据。 - **判断是否为空 (`is_empty`)：** 检查当前队列是否为空。 - **获取长度 (`size`)：** 返回队列中的元素数量。 - **前端入队 (`enqueue_front`)：** 将新元素插入到队列的前端。 - **后端入队 (`enqueue_rear`)：** 将新元素插入到队列的后端。 - **前端出队 (`dequeue_front`)：** 移除并返回队列前端的第一个元素。 - **后端出队 (`dequeue_rear`)：** 移除并返回队列后端的第一个元素。 下面是完整的代码实现： ```python class DoubleEndedQueue: """自定义双端队列""" def __init__(self): self.items = [] def is_empty(self): """检查队列是否为空""" return len(self.items) == 0 def size(self): """返回队列大小""" return len(self.items) def enqueue_front(self, item): """从前端加入元素""" self.items.insert(0, item) def enqueue_rear(self, item): """从后端加入元素""" self.items.append(item) def dequeue_front(self): """从前端移除元素""" if not self.is_empty(): return self.items.pop(0) raise IndexError("尝试从空队列中移除元素") def dequeue_rear(self): """从后端移除元素""" if not self.is_empty(): return self.items.pop() raise IndexError("尝试从空队列中移除元素") if __name__ == "__main__": dq = DoubleEndedQueue() dq.enqueue_rear("hello") dq.enqueue_rear("world") dq.enqueue_front("front") print(dq.size()) # 输出: 3 print(dq.dequeue_front()) # 输出: front print(dq.dequeue_rear()) # 输出: world ``` 此代码实现了双端队列的核心功能[^1]，并且提供了前后两端的操作能力[^2]。 --- #### 关键点解析 1. **时间复杂度优化：** 使用 `list.insert(0, item)` 实现前端插入会带来 O(n) 的性能开销，因为需要移动后续所有元素的位置。如果追求更高的效率，建议使用 `collections.deque` 来替代内置列表[^3]。 2. **异常处理：** 当调用 `dequeue_front()` 或 `dequeue_rear()` 方法时，若队列为空，则抛出 `IndexError` 异常以提示用户错误操作。 ---