在C中使用数组的优先级队列

Priority Queue是Queue数据结构的扩展，其中每个元素都有与之关联的特定优先级。它基于优先级值，从队列中删除了元素。

优先队列上的操作：

• enqueue()：此函数用于将新数据插入队列。
• dequeue()：此函数从队列中删除优先级最高的元素。
• peek()/ top()：此函数用于获取队列中优先级最高的元素，而不将其从队列中删除。

方法：想法是创建一个结构来存储元素的值和优先级，然后创建该结构的数组来存储元素。以下是要实现的功能：

• enqueue()：用于将元素插入队列的末尾。
• 窥视()：
  • 遍历优先级队列并找到优先级最高的元素并返回其索引。
  • 如果多个元素具有相同的优先级，请找到具有最高优先级的值最高的元素。
• dequeue()：
  • 使用peek()函数查找具有最高优先级的索引，让我们将该位置称为idx ，然后将位置idx之后的所有元素的位置向左移动一个位置。
  • 将尺寸减小一倍。

下面是上述方法的实现：

C++

// C++ program for the above approach
  
#include 
using namespace std;
  
// Structure for the elements in the
// priority queue
struct item {
    int value;
    int priority;
};
  
// Store the element of a priority queue
item pr[100000];
  
// Pointer to the last index
int size = -1;
  
// Function to insert a new element
// into priority queue
void enqueue(int value, int priority)
{
    // Increase the size
    size++;
  
    // Insert the element
    pr[size].value = value;
    pr[size].priority = priority;
}
  
// Function to check the top element
int peek()
{
    int highestPriority = INT_MIN;
    int ind = -1;
  
    // Check for the element with
    // highest priority
    for (int i = 0; i <= size; i++) {
  
        // If priority is same choose
        // the element with the
        // highest value
        if (highestPriority
                == pr[i].priority
            && ind > -1
            && pr[ind].value
                   > pr[i].value) {
            highestPriority = pr[i].priority;
            ind = i;
        }
        else if (highestPriority
                 < pr[i].priority) {
            highestPriority = pr[i].priority;
            ind = i;
        }
    }
  
    // Return position of the element
    return ind;
}
  
// Function to remove the element with
// the highest priority
void dequeue()
{
    // Find the position of the element
    // with highest priority
    int ind = peek();
  
    // Shift the element one index before
    // from the postion of the element
    // with highest priortity is found
    for (int i = ind; i < size; i++) {
        pr[i] = pr[i + 1];
    }
  
    // Decrease the size of the
    // priority queue by one
    size--;
}
  
// Driver Code
int main()
{
    // Function Call to insert elements
    // as per the priority
    enqueue(10, 2);
    enqueue(14, 2);
    enqueue(16, 4);
    enqueue(12, 3);
  
    // Stores the top element
    // at the moment
    int ind = peek();
  
    cout << pr[ind].value << endl;
  
    // Dequeue the top element
    dequeue();
  
    // Check the top element
    ind = peek();
    cout << pr[ind].value << endl;
  
    return 0;
}

输出：

16
12

复杂度分析：

• enqueue()：O(1)
• peek()：O(N)
• 出队：O(N)

优先队列的应用：

• 对于调度算法，CPU必须处理具有优先级的某些任务。具有较高优先级的过程将首先执行。
• 在分时计算机系统中，将等待CPU时间的过程加载到优先级队列中。
• 排序优先级队列用于对堆进行排序。

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