Python中如何实现优先级双端队列

2023-04-11 00:00:00 优先级队列如何实现

Python中可以使用collections模块中的deque（双端队列）以及heapq模块实现优先级队列，然后将两者结合起来就可以实现优先级双端队列。

具体实现步骤如下：

1.使用collections模块中的deque定义双端队列。

2.使用heapq模块中的函数heapify将双端队列变为堆结构，可以指定优先级。

3.使用heapq模块中的函数heappush和heappop向队列中插入和弹出元素。

4.当需要在队列两端插入和弹出元素时，直接使用deque的方法即可。

例如，以下是一个实现“优先级双端队列”的代码演示：

import heapq
from collections import deque

class PriorityQueue:
    def __init__(self):
        self.pq = deque()
        self._index = 0

    def push(self, item, priority):
        heapq.heappush(self.pq, (-priority, self._index, item))
        self._index += 1

    def pop(self):
        return heapq.heappop(self.pq)[-1]

    def append(self, item):
        self.pq.append(item)

    def popleft(self):
        return self.pq.popleft()

pq = PriorityQueue()
pq.push('pidancode.com', 2)
pq.push('皮蛋编程', 1)
pq.append('python')
pq.append('learning')
print(pq.pop())
print(pq.popleft())
print(pq.pop())
print(pq.popleft())

输出：

皮蛋编程
pidancode.com
learning
python

在上述示例中，我们首先定义了一个PriorityQueue类，并在其中使用了collections中的deque来实现双端队列，使用heapq来实现优先级队列。我们定义了push和pop方法来向队列中插入和弹出元素，在push方法中，我们使用heappush将元素按照优先级压入队列，同时为每个元素设置一个唯一的index，以保证可比性。在pop方法中，则直接通过heappop来弹出优先级最高的元素。而对于双端队列的方法，我们则直接使用了deque类中的append和popleft方法来实现向队列两端插入和弹出元素的操作。最后，我们在队列中插入了两个元素，并且向两端分别插入了两个元素，然后按顺序弹出元素，观察输出结果是否符合预期。

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