La naturaleza FIFO (first in, first out) de las colas se debe a que sólo se puede acceder y manipular el elemento inicial. Cuando se agrega un elemento a la cola se conoce como “enqueue”, mientras que eliminar un elemento se denomina “dequeue”.
Esto hace que el primer elemento en ser añadido a la cola también sea el primero en ser retirado, de ahí su comportamiento FIFO.
Operaciones principales#
Las operaciones básicas de una cola son:
- Enqueue: Agrega un elemento al final de la cola.
- Dequeue: Saca el elemento del frente de la cola.
- Peek: Obtiene el elemento al frente sin sacarlo.
- isEmpty: Consulta si la cola está vacía.
Implementación#
Al igual que las pilas, las colas se pueden implementar usando listas enlazadas. Se agrega al final y se saca del frente manteniendo referencias a ambos extremos.
class Node:
def __init__(self, value):
self.value = value
self.next = None
class Queue:
def __init__(self):
self.front = None
self.end = None
self.size = 0
def enqueue(self, value):
new_node = Node(value)
if self.end is None:
self.end = new_node
self.front = new_node
return
self.end.next = new_node
self.end = new_node
self.size += 1
def dequeue(self):
if self.is_empty():
return None
value = self.front.value
self.front = self.front.next
if self.front is None:
self.end = None
self.size -= 1
return value
def peek(self):
if self.is_empty():
return None
return self.front.value
def is_empty(self):
return self.front is None # Returns true if front is None
def __len__(self):
return self.size
def __str__(self):
values = []
current = self.front
while current:
values.append(str(current.value))
current = current.next
return "\n".join(values)
print("Creating a new queue")
queue = Queue()
print("==========")
print("Check if queue is empty")
print(f"Is queue empty? {queue.is_empty()}")
print("==========")
print("Enqueue three elements")
queue.enqueue("ABC")
queue.enqueue("DEF")
queue.enqueue("GHI")
print("==========")
print("Print queue after enqueuing elements:")
print(queue)
print("==========")
print("Get front element using dequeue")
print(f"queue.dequeue() => {queue.dequeue()}")
print("==========")
print("Print queue after dequeue element:")
print(queue)
print("==========")
print("Print front element using peek")
print(f"queue.peek() => {queue.peek()}")
print("==========")
print("Print queue after peek:")
print(queue)
print("==========")
print("Get front element using dequeue")
print(f"queue.dequeue() => {queue.dequeue()}")
print("==========")
print("Print queue after dequeue element:")
print(queue)
print("==========")
print("Check if queue is empty")
print(f"Is queue empty? {queue.is_empty()}")
print("==========")
print("Get front element using dequeue")
print(f"queue.dequeue() => {queue.dequeue()}")
print("==========")
print("Print queue after dequeue element:")
print(queue)
print("==========")
print("Check if queue is empty")
print(f"Is queue empty? {queue.is_empty()}")
Ejemplos de uso#
Algunos usos comunes de colas:
- Colas de impresión donde primero en entrar, primero en imprimir.
- Colas de tareas en sistemas operativos para orden de ejecución.
- Simulaciones donde se debe respetar orden de llegada como en bancos.
- Canales de mensajes como los de RabbitMQ o Kafka.
- Buffers circulares en audio para streaming.
Conclusión#
Las colas son estructuras versátiles gracias a su principio FIFO. Tener un buen manejo de colas, implementación y aplicaciones reforzará tus habilidades como programador.
¡Felicitaciones por llegar hasta acá! Espero que este recorrido por el universo de la programación te haya resultado tan interesante como lo fue para mí al escribirlo.
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