📜  使用链表的优先队列(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:06:59.664000             🧑  作者: Mango

使用链表的优先队列

优先队列是一种常见的数据结构,它可以按照一定的优先级存储和取出数据。链表是一种经典的数据结构,可以用于实现队列。因此,使用链表来实现优先队列也是一个比较常见的做法。

实现思路

链表的优先队列实现通常使用双向链表。每个节点除了指向下一个节点的指针之外,还需要维护一个指向前一个节点的指针,这样在优先级较高的元素插入时可以快速定位到正确的位置。

在优先队列中,我们需要动态地维护元素的优先级。一种常见的做法是使用堆来实现优先队列。但是,使用链表来实现优先队列的好处在于可以实现动态的插入和删除,而不受固定的堆结构的限制。

要实现一个链表的优先队列,我们可以使用一个链表头节点来表示队列的头部。为了方便删除操作,还需要在链表尾部添加一个哨兵节点。在插入元素时,我们需要从链表头部开始遍历,找到第一个优先级比插入元素低的节点,然后将新元素插入在该节点前面即可。

代码实现

下面是使用 Python 语言实现一个简单的链表的优先队列:

class Node:
    def __init__(self, val):
        self.val = val
        self.prev = None
        self.next = None

class PriorityQueue:
    def __init__(self):
        self.head = Node(None)
        self.tail = Node(None)
        self.head.next = self.tail
        self.tail.prev = self.head

    def push(self, val):
        curr = self.head.next
        while curr != self.tail and curr.val > val:
            curr = curr.next

        node = Node(val)
        node.next = curr
        node.prev = curr.prev
        curr.prev.next = node
        curr.prev = node

    def pop(self):
        if self.head.next == self.tail:
            return None

        node = self.tail.prev
        node.prev.next = self.tail
        self.tail.prev = node.prev
        return node.val

    def top(self):
        if self.head.next == self.tail:
            return None

        return self.tail.prev.val

    def empty(self):
        return self.head.next == self.tail
总结

链表的优先队列对于动态的插入和删除操作非常方便。但是,由于需要进行顺序遍历,所以在插入大量随机数据时性能可能较低。此外,链表的优先队列通常需要使用双向链表,因此需要更多的内存来存储指针信息。