实现超时功能的列队结构python代码及详细解释

以下是一个基于 Python 的队列结构代码示例，包含了超时功能。

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，可以用于存储一系列元素，支持在队尾添加元素、在队首移除元素等操作。

在以下代码中，我们通过一个 Queue 类来实现队列结构，其中包含以下方法：

• __init__(self)：初始化队列，创建一个空列表 self.queue 用于存储元素。
• enqueue(self, element, timeout=None)：将元素 element 添加到队列的末尾，并可选地设置超时时间 timeout，超时后将从队列中移除元素。如果 timeout=None，则表示不设超时，元素会一直保留在队列中直到被移除。
• dequeue(self)：从队列的开头移除一个元素，并返回该元素。
• size(self)：返回队列的大小，即当前队列中元素的个数。

import time

class Queue:
    def __init__(self):
        self.queue = []
    
    def enqueue(self, element, timeout=None):
        if timeout is not None:
            deadline = time.time() + timeout
        while True:
            if timeout is not None and time.time() >= deadline:
                raise TimeoutError('enqueue timed out')
            try:
                self.queue.append(element)
                return
            except MemoryError:
                time.sleep(0.1)
    
    def dequeue(self):
        if len(self.queue) == 0:
            raise IndexError('dequeue from empty queue')
        return self.queue.pop(0)
    
    def size(self):
        return len(self.queue)

在上述代码中，enqueue() 方法中使用了一个死循环来不断尝试将元素添加到队列中，直到添加成功或超时。如果超时时间 timeout 不为 None，则会设置一个截止时间 deadline，一旦超过该时间则抛出超时异常。

同时，由于队列的底层实现是一个列表，当队列已经达到内存限制时，可能会抛出 MemoryError 异常。为了解决这个问题，我们在 enqueue() 方法中使用了一个简单的重试机制，每次重试前等待一段时间再尝试添加元素。

这是一个简单的实现，实际应用中可能需要根据具体需求进行修改和完善。