1.3 保留最后N個元素

問題

在迭代操作或者其他操作的時候，怎樣只保留最后有限幾個元素的歷史記錄？

解決方案

保留有限歷史記錄正是 collections.deque 大顯身手的時候。比如，下面的代碼在多行上面做簡單的文本匹配，并只返回在前N行中匹配成功的行：

from collections import deque

def search(lines, pattern, history=5):
    previous_lines = deque(maxlen=history)
    for li in lines:
        if pattern in li:
            yield li, previous_lines
        previous_lines.append(li)

# Example use on a file
if __name__ == '__main__':
    with open(r'../../cookbook/somefile.txt') as f:
        for line, prevlines in search(f, 'python', 5):
            for pline in prevlines:
                print(pline, end='')
            print(line, end='')
            print('-' * 20)

討論

我們在寫查詢元素的代碼時，通常會使用包含yield表達(dá)式的生成器函數(shù)，也就是我們上面示例代碼中的那樣。這樣可以將搜索過程代碼和使用搜索結(jié)果代碼解耦。如果你還不清楚什么是生成器，請參看4.3節(jié)。

使用deque(maxlen=N)構(gòu)造函數(shù)會新建一個固定大小的隊(duì)列。當(dāng)新的元素加入并且這個隊(duì)列已滿的時候，最老的元素會自動被移除掉。

代碼示例：

>>> q = deque(maxlen=3)
>>> q.append(1)
>>> q.append(2)
>>> q.append(3)
>>> q
deque([1, 2, 3], maxlen=3)
>>> q.append(4)
>>> q
deque([2, 3, 4], maxlen=3)
>>> q.append(5)
>>> q
deque([3, 4, 5], maxlen=3)

盡管你也可以手動在一個列表上實(shí)現(xiàn)這一的操作(比如增加、刪除等等)。但是這里的隊(duì)列方案會更加優(yōu)雅并且運(yùn)行得更快些。

更一般的，deque類可以被用在任何你只需要一個簡單隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的場合。如果你不設(shè)置最大隊(duì)列大小，那么就會得到一個無限大小隊(duì)列，你可以在隊(duì)列的兩端執(zhí)行添加和彈出元素的操作。

代碼示例：

>>> q = deque()
>>> q.append(1)
>>> q.append(2)
>>> q.append(3)
>>> q
deque([1, 2, 3])
>>> q.appendleft(4)
>>> q
deque([4, 1, 2, 3])
>>> q.pop()
3
>>> q
deque([4, 1, 2])
>>> q.popleft()
4

在隊(duì)列兩端插入或刪除元素時間復(fù)雜度都是O(1)，而在列表的開頭插入或刪除元素的時間復(fù)雜度為O(N)。