1.3 保留最后 N 个元素

问题

在迭代操作或者其他操作的时候，怎样只保留最后有限几个元素的历史记录？

解决方案

保留有限历史记录正是 collections.deque 大显身手的时候。比如，下面的代码在多行上面做简单的文本匹配，并返回匹配所在行及其前面的N行：

    from collections import deque

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

    # 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)

讨论

我们在写查询元素的代码时，通常会使用包含 yield 表达式的生成器函数，也就是我们上面示例代码中的那样。这样可以将搜索过程代码和使用搜索结果代码解耦。如果你还不清楚什么是生成器，请参看 4.3 节。

使用 deque(maxlen=N) 构造函数会新建一个固定大小的队列。当新的元素加入并且这个队列已满的时候，最老的元素会自动被移除掉。

代码示例：

    >>> 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)

尽管你也可以手动在一个列表上实现这一的操作（比如增加、删除等等）。但是这里的队列方案会更加优雅并且运行得更快些。

更一般的， deque 类可以被用在任何你只需要一个简单队列数据结构的场合。
如果你不设置最大队列大小，那么就会得到一个无限大小队列，你可以在队列的两端执行添加和弹出元素的操作。

代码示例：

    >>> 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

在队列两端插入或删除元素的时间复杂度都是 O(1) 。列表则不同，在列表的开头插入或删除元素的时间复杂度是 O(N) 。