优先级队列

你可能比较奇怪,队列不是早就讲了嘛。这里之所以放到这里讲优先级队列,是因为虽然名字有队列,但其实是使用堆来实现的。上一章讲完了堆,这一章我们就趁热打铁来实现一个优先级队列。

实现优先级队列

优先级队列(Priority Queue) 顾名思义,就是入队的时候可以给一个优先级,通常是个数字或者时间戳等,当出队的时候我们希望按照给定的优先级出队,我们按照 TDD(测试驱动开发) 的方式先来写测试代码:

def test_priority_queue():    size = 5    pq = PriorityQueue(size)    pq.push(5, 'purple')    # priority, value    pq.push(0, 'white')    pq.push(3, 'orange')    pq.push(1, 'black')    res = []    while not pq.is_empty():        res.append(pq.pop())    assert res == ['purple', 'orange', 'black', 'white']

上边就是期望的行为,写完测试代码后我们来编写优先级队列的代码,按照出队的时候最大优先级先出的顺序:

class PriorityQueue(object):    def __init__(self, maxsize):        self.maxsize = maxsize        self._maxheap = MaxHeap(maxsize)    def push(self, priority, value):        # 注意这里把这个 tuple push 进去,python 比较 tuple 从第一个开始比较        # 这样就很巧妙地实现了按照优先级排序        entry = (priority, value)    # 入队的时候会根据 priority 维持堆的特性        self._maxheap.add(entry)    def pop(self, with_priority=False):        entry = self._maxheap.extract()        if with_priority:            return entry        else:            return entry[1]    def is_empty(self):        return len(self._maxheap) == 0

练习题

  • 请你实现按照小优先级先出队的顺序的优先级队列