在第4讲中，我们将介绍数据结构中的一种重要类型——队列，并使用Python进行编程实践。队列是一种先进先出（FIFO, First In First Out）的数据结构，这意味着最早进入队列的元素将被最先移除。

队列的基本操作

1. 入队（Enqueue）：将元素添加到队列的末尾。
2. 出队（Dequeue）：移除并返回队列的第一个元素。
3. 队首（Front/Peek）：检查队列的第一个元素而不移除它。
4. 检查队列是否为空（isEmpty）。
5. 检查队列的大小（size）。

使用Python实现队列

Python中可使用列表或者collections.deque来实现队列。deque比列表更高效，因为它专为在两端快速添加和删除元素而设计。

from collections import deque  
class Queue:  
    def __init__(self):  
        self.queue = deque()  
    def enqueue(self, item):  
        self.queue.append(item)  
        print(f"Enqueued: {item}")  
    def dequeue(self):  
        if self.is_empty():  
            raise IndexError("Dequeue from an empty queue")  
        item = self.queue.popleft()  
        print(f"Dequeued: {item}")  
        return item  
    def front(self):  
        if self.is_empty():  
            raise IndexError("Front from an empty queue")  
        print(f"Front: {self.queue[0]}")  
        return self.queue[0]  
    def is_empty(self):  
        return len(self.queue) == 0  
    def size(self):  
        print(f"Queue size: {len(self.queue)}")  
        return len(self.queue)  
# 示例用法  
queue = Queue()  
queue.enqueue('A')  
queue.enqueue('B')  
queue.front()  
queue.size()  
queue.dequeue()  
queue.size()  
queue.dequeue()  
queue.is_empty()  

解释示例

• 初始化：创建一个空的deque作为队列的存储。
• 入队操作：使用append方法将元素添加到队列的右端。
• 出队操作：使用popleft方法从队列的左端删除并返回第一个元素。
• 队首：直接访问deque的第一个元素。
• 检查是否为空：通过比较长度与0。
• 获取大小：直接返回deque的长度。

这个简单的队列实现展示了如何使用Python的标准库高效地管理顺序数据。你可以在这个基本架构的基础上构建复杂的应用，比如任务队列、订单调度和消息传递。希望这节课让你更好地理解队列的概念及其在编程中的应用。