Como usar filas em Python?
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Filas em Python: Aprenda a usar e implementar filas em seu código!
As filas são essenciais para diversos algoritmos presentes em jogos, inteligência artificial, sistemas de navegação por satélite e agendamento de tarefas. Elas são consideradas um dos tipos de dados abstratos mais importantes no campo da ciência da computação e são frequentemente utilizadas por engenheiros de software para alcançar uma melhor escalabilidade em arquiteturas de microsserviços. Além disso, o uso de filas em Python é divertido!
Neste tutorial, você aprenderá sobre os diferentes tipos de filas, como implementar filas no Python e como resolver problemas práticos aplicando o tipo de fila adequado. Também exploraremos as filas seguras para threads, assíncronas e para comunicação entre processos. Além disso, você descobrirá como integrar o Python com corretores de mensagens distribuídas, utilizando bibliotecas populares disponíveis em grandes provedores de plataformas de nuvem.
Aprendendo sobre os tipos de filas
- Fila: primeiro a entrar, primeiro a sair (FIFO)
- Pilha: último a entrar, primeiro a sair (LIFO)
- Deque: fila de duas pontas
- Fila de prioridade: ordenada do maior para o menor
Implementando filas em Python
- Representando filas FIFO e LIFO com a estrutura deque
- Criando um tipo de dado fila
- Criando um tipo de dado pilha
- Representando filas de prioridade com o heap
- Criando um tipo de dado fila de prioridade
- Lidando com casos especiais em sua fila de prioridade
- Refatorando o código utilizando uma classe mixin
Utilizando filas na prática
- Dados de exemplo: Mapa Rodoviário do Reino Unido
- Representação do objeto das cidades e estradas
- Busca em largura utilizando uma fila FIFO
- Caminho mais curto utilizando uma travessia em largura
- Busca em profundidade utilizando uma fila LIFO
- Algoritmo de Dijkstra utilizando uma fila de prioridade
Utilizando filas seguras para threads
- queue.Queue
- queue.LifoQueue
- queue.PriorityQueue
Utilizando filas assíncronas
- asyncio.Queue
- asyncio.LifoQueue
- asyncio.PriorityQueue
Utilizando multiprocessing.Queue para comunicação entre processos (IPC)
- Reverte um hash MD5 em uma única thread
- Distribuição equitativa da carga de trabalho em pedaços
- Comunicação em modo full-duplex
- Encerrando um trabalhador com a mensagem de término
- Analisando o desempenho da execução paralela
Integrando o Python com corretores de mensagens distribuídas
- RabbitMQ: pika
- Redis: redis
- Apache Kafka: kafka-python3
Conclusão
Este tutorial abordou os conceitos fundamentais sobre filas em Python. Você aprendeu sobre os diferentes tipos de filas, como implementar filas em Python e como aplicá-las para resolver problemas práticos. Também exploramos as opções de filas seguras para threads, filas assíncronas, filas para comunicação entre processos e como integrar o Python com corretores de mensagens distribuídas.
Espero que este tutorial tenha ajudado você a entender e utilizar filas em seus projetos em Python. Agora você está preparado para aplicar esse conhecimento e potencializar suas aplicações com filas eficientes e estruturadas. Divirta-se programando!
