Ecosyste.ms: Awesome
An open API service indexing awesome lists of open source software.
https://github.com/dr1dex/fifo-examples
Пример реализации двух абстракций FIFO, различия, преимущества и недостатки.
https://github.com/dr1dex/fifo-examples
Last synced: 6 days ago
JSON representation
Пример реализации двух абстракций FIFO, различия, преимущества и недостатки.
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/dr1dex/fifo-examples
- Owner: Dr1DeX
- License: mit
- Created: 2024-03-31T11:31:29.000Z (8 months ago)
- Default Branch: main
- Last Pushed: 2024-03-31T16:54:21.000Z (8 months ago)
- Last Synced: 2024-04-01T12:41:32.045Z (8 months ago)
- Language: Python
- Size: 17.6 KB
- Stars: 0
- Watchers: 1
- Forks: 0
- Open Issues: 0
-
Metadata Files:
- Readme: README.md
- License: LICENSE
Awesome Lists containing this project
README
# fifo-examples
## Пример реализации двух абстракций FIFO: различия, преимущества и недостатки.
________________
### Мы имеем две реализации очереди основанный на кольцевом буфере: Классическая односторонняя очередь(Queue) и двухсторонняя очередь(Deque)
________________
### Классическая очередь(Queue):
#### Ее принцип работы противоположен абстрактному интерфейсу LIFO, т.е элемент будет извлечен в порядке очереди(кто раньше, тот и будет раньше обработан)
def push(self, x):
if self.size != self.max_size:
self.queue[self.tail] = x
self.tail = (self.tail + 1) % self.max_size
self.size += 1
def pop(self):
try:
if self.is_empty():
raise EmptyArrException
x = self.queue[self.head]
self.queue[self.head] = None
self.head = (self.head + 1) % self.max_size
return x
except EmptyArrException:
print('error: empty queue')
### Преимущества:
#### 1) Ключевые методы вставки и извлечения(``push`` и ``pop``) имеют асимптотическую сложность по времени `O(1)`, что позволяет эффективно обрабатывать данные(в том числе и потоковые)
#### 2) Простота в интеграции. Поскольку FIFO в целом это не какая-то конкретная структура данных, а лишь набор правил и рекомендаций по организации структуры данных, мы можем с легкостью сделать свою собственную имплементацию в зависимости от специфики и бизнес-логики проекта.
### Недостатки:
#### 1)Кольцевой буфер сам по себе имеет фиксированный размер и ее превышение может грохнуть программу, конечно, в Python проблемы с переполнением не возникнет, но в других ЯП это нужно иметь виду.
#### P.S Конкретно в питоне может возникнуть релокация массива, копирования старого участка памяти в новую может стоить дорого.
#### 2) Race condition('Гонка данных'), может получиться так, что процессы скорости обработки потоковых данных и операции чтения имеют разную скорость, и тогда мы получим блокирующую очередь или потерю данных :)
-----------
### Двухсторонняя очередь(Deque)
#### По сути это модификация однонаправленной очереди.
### Преимущества:
#### Главное преимущество в том, что мы можем организовать данные не только как FIFO(положить в начало и достать из начала), но и работать как с LIFO(положить в конец, достать из начала), что делает его более удобным и универсальным
def push(self, x):
if self.__is_full_queue():
raise FullArrException
elif self.is_empty():
self.front_q = 0
self.back_q = 0
self.queue[self.front_q] = x
else:
self.front_q = (self.front_q - 1 + self.max_size) % self.max_size
self.queue[self.front_q] = x
def push_back(self, x):
if self.__is_full_queue():
raise FullArrException
elif self.is_empty():
self.front_q = 0
self.back_q = 0
self.queue[self.back_q] = x
else:
self.back_q = (self.back_q + 1) % self.max_size
self.queue[self.back_q] = x
def pop(self):
if self.is_empty():
raise EmptyArrException
elif self.front_q == self.back_q:
x = self.queue[self.front_q]
self.front_q = -1
self.back_q = -1
return x
else:
x = self.queue[self.front_q]
self.front_q = (self.front_q + 1) % self.max_size
return x
def pop_back(self):
if self.is_empty():
raise EmptyArrException
elif self.front_q == self.back_q:
x = self.queue[self.back_q]
self.front_q = -1
self.back_q = -1
return x
else:
x = self.queue[self.back_q]
self.back_q = (self.back_q - 1 + self.max_size) % self.max_size
return x
### Сложность по времени ставки и извлечения будет то же самое - ``O(1)``
### Недостатки:
#### Тут требуется аккуратное управление индексами начала и конца буфера, что усложняет управлению памятью в целом.
----------
## Developer: Dr1DeX