優先隊列!讓我們來分解一下,了解一下資料結構的這一部分。
佇列
佇列與堆疊一樣,是列表的特化。它是建立在先進先出的基礎上的——先進先出,這意味著先進先出。換句話說,隊列中「最年長」的人先離開,為了更好地理解,請考慮銀行隊列。
⚠️
佇列應用:作業系統中的進程管理;並發程式設計中任務之間的通訊;電腦網路(列印);回應 Web 伺服器上的請求
佇列本身只允許在末端直接操作資料。
public interface Queue<E> { void enqueue(E value); //enfileira E dequeue(); //remove e desenfileira E first(); //retorna primeiro elemento int size(); //algumas literaturas se chama lenght() boolean isEmpty(); }
優先隊列
這類似於日常排隊的行為,但現在考慮一下您在銀行排隊,一位女士進入隊列,每個人都讓她先進,因為她年紀更大,所以有更大的優先級。
在優先權佇列資料結構中,每個節點都有一個Key-Value,Key是儲存其優先權的鍵,Value是節點的值。預設情況下,Java 中的 Key 最初是數字,程式設計師可以稍後更改。
Key和Value的集合稱為Entry,所以這個E.D的介面改變了。其他細節是:Key一旦定義,就不能更改。如果兩個節點的 Key 中的優先權值相同,則程式設計師選擇規則。
public interface PriorityQueueOg<K,V> { void insert(K key, V value); Entry<K,V> remove(); int size(); boolean isEmpty(); }
在接下來的結構中,我們將使用 Node 和 Entry 類別、first、last 和 size 屬性以及 CompareTo
優先權佇列分為兩種:已排序(Sorted Priority Queue)和未排序(Unorted Priority Queue)
排序優先權佇列
有序列表負責將節點插入到正確的位置,因此刪除很容易,只需刪除第一個(如果執行 E.D 的程式設計師定義最高優先元素應該位於開頭)
為了知道哪個節點具有最高優先級,我們使用compareTo,這是一個集合函數,透過它的返回,我們可以獲得執行此 E.D 的關鍵結果,如果返回是:
- 否定:如果呼叫該方法的物件比作為參數傳遞的物件「小」。
- 零:如果物件相等。
- 正: 如果呼叫方法的物件比作為參數傳遞的物件「更大」。
插入
要進入,您必須檢查一些事項
第一步 → 建立一個新節點
Node newNode = new Node(key, value)
第二步 → 檢查 Queue 是否為空,如果是,則將 Head 和 Last 作為新節點,考慮到它將是唯一的
public interface Queue<E> { void enqueue(E value); //enfileira E dequeue(); //remove e desenfileira E first(); //retorna primeiro elemento int size(); //algumas literaturas se chama lenght() boolean isEmpty(); }
第三步 → 如果它不是清單中的唯一元素,則必須檢查新節點是否比第一個節點具有更高的優先權。
public interface PriorityQueueOg<K,V> { void insert(K key, V value); Entry<K,V> remove(); int size(); boolean isEmpty(); }
第三步 → 然後與列表中的最後一個元素進行比較
Node newNode = new Node(key, value)
第四步 → 如果沒有其他的,就只剩下中間了!為此,我們需要製作一個輔助節點放在 newNode (nN) 的前面並比較兩者,當 auxNode 指向空時,或者當 nN 大於 auxNode 時(較大,因此它),比較結束排在後面)。這個 while 用於 aux 四處比較兩個節點的值,當找到時,將 nN 放在 auxNode 後面
if(isEmpty()){ first = newNode; last = newNode; }else{
消除
Sorted 中的刪除方法要簡單得多,因為正如已經提到的,佇列已經為其組織好了。
第一步 → 由於每個 Remove 方法都會傳回要刪除的元素,因此該步驟將建立 Entry (為什麼不是節點?)
if(compare(newNode, first)<0){ //Se o nN for menor que o F //Levando em consideração que a prioridade maior é 0 //Se o nN for menor que F, ele será o de maior prioridade pegando o lugar do primeiro newNode.next = first; first.previous = newNode; first = newNode; }
第二步 → 然後,由於您已經要消除第一個節點,只需將 First 指向 First 旁邊的節點即可
}else if(compare(newNode, last)>=0){ //Se o nN for maior que o L //Significa que o número de nN é maior que L //Então bota o nN para ultimo newNode.previous=last; last.next=newNode; last = newNode; }else{
第三步 → 檢查佇列中是否只有一個元素,因為如果是,佇列將為空!然後你必須將 F 和 L 設為 null
}else{ //se nao for nada, está no meio //entao temos que achar entre qual dos meios Node auxNode = first; while(compare(newNode, auxNode)>0 && auxNode.next!=null){ //enquanto o newNode tiver prioridade maior que o auxiliar //e o auxiliar tiver um proximo auxNode = auxNode.next; } newNode.next = auxNode; newNode.previous = auxNode.previous; } }
第四步 → 如果不是唯一的元素,則表示還有其他元素!因此,當您在步驟 2 中刪除第一個時,先前的第一個仍然與前一個連接,所以我們必須:
Entry<K,V> max = maxPriority();
最大優先權
傳回清單中優先順序最高的元素的方法,由於我們是按順序排列的,因此它只傳回第一個元素。
first = first.next;
漸進分析
Método | O(_) |
---|---|
size | O(1) |
isEmpty | O(1) |
insert | O(n) |
remove | O(1) |
maxPriority | O(1) |
未排序的優先權佇列
無序隊列和有序隊列有很大不同!讓我們從他的方法開始:
插入
要加入unsorted、like和disordered中,你不需要擔心這個新元素會在哪裡,只需將它加到最後即可!
第一步→檢查清單是否為空,因為如果是,則要新增的節點將是第一個(First)和最後一個(Last)
public interface Queue<E> { void enqueue(E value); //enfileira E dequeue(); //remove e desenfileira E first(); //retorna primeiro elemento int size(); //algumas literaturas se chama lenght() boolean isEmpty(); }
第二步→如果不為空,只要在最後加上這個節點即可!
public interface PriorityQueueOg<K,V> { void insert(K key, V value); Entry<K,V> remove(); int size(); boolean isEmpty(); }
最大優先權
Unsorted 中的移除比 Sorted 中的那幾行程式碼複雜得多...
「為什麼?」你問,我們應該使用一種名為 maxPriority 的方法(在其他版本中也簡單得多),其目標是找到具有最高優先級的節點。以前是用簡單的幾行程式碼來教導的,現在,因為我們不知道這個最高優先權的節點實際上在哪裡,所以我們必須遍歷整個佇列來尋找它!因此,在我們研究remove本身之前,我們先來看看maxPriority。
第一步→ 每當我們想要遍歷一個資料結構時,我們需要兩個節點:一個是始終前進的輔助節點,另一個是我們想要實現的節點(在本例中是MaxPriority)
Node newNode = new Node(key, value)
第二步 → 這兩個將在一個節點內運行,只有當 aux 達到 null(隊列末尾)時才結束。比較這些節點,如果為負數,表示aux小於max,所以max最大,更新max節點的值,然後讓aux運行。
if(isEmpty()){ first = newNode; last = newNode; }else{
消除
第一步 → 在所有 emove 中,建立一個變數來儲存將被刪除的節點。在這種情況下,您已經知道哪一個將被刪除,因為您正在呼叫 maxPriority
方法
if(compare(newNode, first)<0){ //Se o nN for menor que o F //Levando em consideração que a prioridade maior é 0 //Se o nN for menor que F, ele será o de maior prioridade pegando o lugar do primeiro newNode.next = first; first.previous = newNode; first = newNode; }
第二步 → 然後檢查它是否是唯一的元素,如果是,則 F 和 L 為空!
}else if(compare(newNode, last)>=0){ //Se o nN for maior que o L //Significa que o número de nN é maior que L //Então bota o nN para ultimo newNode.previous=last; last.next=newNode; last = newNode; }else{
第3步→如果不是唯一的,還有其他選擇:如果max是最後一個,則消除最後一個,如果是第一個,則消除第一個,如果不是兩個兩個,則在中間!
}else{ //se nao for nada, está no meio //entao temos que achar entre qual dos meios Node auxNode = first; while(compare(newNode, auxNode)>0 && auxNode.next!=null){ //enquanto o newNode tiver prioridade maior que o auxiliar //e o auxiliar tiver um proximo auxNode = auxNode.next; } newNode.next = auxNode; newNode.previous = auxNode.previous; } }
第四步 → 如果它在中間,則必須移除人群中的最大值,當沒有其他人指向它時,就會發生這種情況。
Entry<K,V> max = maxPriority();
漸進分析
Método | O(_) |
---|---|
size | O(1) |
isEmpty | O(1) |
insert | O(1) |
remove | O(n) |
maxPriority | O(n) |
以上是優先隊列!讓我們來分解一下,了解一下資料結構的這一部分。的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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