collections 模組

collections是Python的一個內建集合模組，提供了許多有用的集合類。

1.deque 雙端佇列

Deque是一種可以對序列兩端元素進行新增和刪除操作的基本序列容器，是以雙向連結串列的形式實現的，向deque 兩端新增或刪除元素的開銷很小，它不需要重新分配空間。

（PS：部分方法資料裡沒有時間複雜度，表中部分時間複雜度為個人看法，備註中已說明）

雙端佇列支援iteration，pickling，len(d)，reversed(d)，copy.copy(d)，copy.deepcopy(d)，成員資格測試操作，下標引用，如d[-1]。不支援切片，索引訪問在兩端時間複雜度都是O(1)，但在中間減慢到O(n)，對於快速隨機訪問，請改用列表。

部分方法使用程式碼：

>>>import collections

>>>a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>>b = collections.deque(a)
>>>b
deque([1, 2, 3, 4, 5])
>>>print(type(b))
<class 'collections.deque'>

# 新增列表
>>>c = [6, 7, 8]
>>>b.extend(c)  # 原列表操作
>>>b
deque([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
>>>b.extendleft(c)
>>>b
deque([8, 7, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])

# 旋轉
>>>b.rotate(3)  # 原列表操作，向右轉3步
>>>b
deque([6, 7, 8, 8, 7, 6, 1, 2, 3, 4, 5])
>>>b.rotate(-4)  # 左轉4步
>>>b
deque([7, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8])

# 建立有界雙端佇列，最大長度為7
>>>d = collections.deque(a, maxlen=7)
>>>d
deque([1, 2, 3, 4, 5], maxlen=7)
>>>d.extend(c)  # 原有5個元素，在右側新增3個元素
>>>d
deque([2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], maxlen=7)  # 左側1個元素被彈出
>>>d.appendleft(0)  # 佇列左側新增一個元素
>>>d
deque([0, 2, 3, 4, 5, 6, 7], maxlen=7)  # 右側1個元素被彈出

# 此時如果使用insert插入元素，會引發異常
>>>d.insert(0, 1)
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
IndexError: deque already at its maximum size


>>>d[1:4]  # 雙端佇列切片，會引發異常
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
TypeError: sequence index must be integer, not 'slice'


>>>d[3]  # 可以使用索引
4

（未完待續）

參考資料：1. https://wiki.python.org/moin/TimeComplexity

                  2. https://docs.python.org/3/library/collections.html#collections.deque