《Python Cookbook 3rd》笔记(1.5):实现一个优先级队列
实现一个优先级队列
问题
怎样实现一个按优先级排序的队列?并且在这个队列上面每次pop操作总是返回优先级最高的那个元素。
解法
下面的类利用 heapq 模块实现了一个简单的优先级队列:
import heapqclass PriorityQueue:def __init__(self):self._queue = []self._index = 0def push(self, item, priority):heapq.heappush(self._queue, (-priority, self._index, item))self._index += 1def pop(self):return heapq.heappop(self._queue)[-1]
下面是它的使用方式:
>>> class Item:
... def __init__(self, name):
... self.name = name
... def __repr__(self):
... return 'Item({!r})'.format(self.name)
...
>>> q = PriorityQueue()
>>> q.push(Item('foo'), 1)
>>> q.push(Item('bar'), 5)
>>> q.push(Item('spam'), 4)
>>> q.push(Item('grok'), 1)
>>> q.pop()
Item('bar')
>>> q.pop()
Item('spam')
>>> q.pop()
Item('foo')
>>> q.pop()
Item('grok')
>>>
仔细观察可以发现,第一个pop()操作返回优先级最高的元素。另外注意到如果两个有着相同优先级的元素(foo和grok),pop操作按照它们被插入到队列的顺序返回的。
讨论
函数heapq.heappush()和
heapq.heappop()分别在队列queue上插入和删除第一个元素,并且队列queue保证第一个元素拥有最小优先级。heappop()函数总是返回“最小的”的元素,这就是保证队列pop操作返回正确元素的关键。另外,由于push和pop操作时间复杂度为O(logN),其中N是堆的大小,因此就算是N很大的时候它们运行速度也依旧很快。
在上面代码中,队列包含了一个(-priority, index, item)的元组。优先级为负数的目的是使得元素按照优先级从高到低排序。这个跟普通的按优先级从低到高排序的堆排序恰巧相反。
index变量的作用是保证同等优先级元素的正确排序。通过保存一个不断增加的index下标变量,可以确保元素按照它们插入的顺序排序。而且,index变量也在相同优先级元素比较的时候起到重要作用。
为了阐明这些,先假定 Item 实例是不支持排序的:
>>> a = Item('foo')
>>> b = Item('bar')
>>> a < b
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: Item() < Item()
>>>
如果你使用元组(priority, item),只要两个元素的优先级不同就能比较。但是如果两个元素优先级一样的话,那么比较操作就会跟之前一样出错:
>>> a = (1, Item('foo'))
>>> b = (5, Item('bar'))
>>> a < b
True
>>> c = (1, Item('grok'))
>>> a < c
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: Item() < Item()
>>>
通过引入另外的 index 变量组成三元组(priority, index, item),就能很好的避免上面的错误,因为不可能有两个元素有相同的index值。Python在做元组比较时候,如果前面的比较以及可以确定结果了,后面的比较操作就不会发生了:
>>> a = (1, 0, Item('foo'))
>>> b = (5, 1, Item('bar'))
>>> c = (1, 2, Item('grok'))
>>> a < b
True
>>> a < c
True
>>>
如果你想在多个线程中使用同一个队列,那么你需要增加适当的锁和信号量机制。
heapq 模块的官方文档有更详细的例子程序以及对于堆理论及其实现的详细说明。
《Python Cookbook 3rd》笔记(1.5):实现一个优先级队列相关推荐
- 《Python Cookbook 3rd》笔记(1.4):查找最大或最小的N个元素
<Python Cookbook 3rd>1.4:查找最大或最小的N个元素 问题 怎样从一个集合中获得最大或者最小的N个元素列表? 解法 heapq 模块有两个函数:nlargest()和 ...
- 《Python Cookbook 3rd》笔记汇总
文章目录 一.数据结构 二.字符串和文本 三.数字.日期和时间 四.迭代器与生成器 五.文件与IO 一.数据结构 标题 关键词 1.1:拆分序列后赋值给多个变量 可迭代对象.拆分赋值 1.2:拆分任意 ...
- Python Cookbook 3rd Edition Documentation
Python Cookbook 3rd Edition Documentation 文章目录 第一章:数据结构和算法 1.1 解压序列赋值给多个变量 问题 解决方案 讨论 1.2 解压可迭代对象赋值给 ...
- 《Python cookbook》笔记二
<Python cookbook>笔记二 第二章 字符串和文本 -使用多个界定符分割字符串- 你需要将一个字符串分割为多个字段,但是分隔符 (还有周围的空格) 并不是固定 的. # str ...
- Machine Learning with Python Cookbook 学习笔记 第8章
Chapter 8. Handling Images 前言 本笔记是针对人工智能典型算法的课程中Machine Learning with Python Cookbook的学习笔记 学习的实战代码都放 ...
- Machine Learning with Python Cookbook 学习笔记 第9章
Chapter 9. Dimensionality Reduction Using Feature Extraction 前言 本笔记是针对人工智能典型算法的课程中Machine Learning w ...
- Machine Learning with Python Cookbook 学习笔记 第6章
Chapter 6. Handling Text 本笔记是针对人工智能典型算法的课程中Machine Learning with Python Cookbook的学习笔记 学习的实战代码都放在代码压缩 ...
- python优先级排序_Python实现一个优先级队列的方法
问题 怎样实现一个按优先级排序的队列? 并且在这个队列上面每次 pop 操作总是返回优先级最高的那个元素 解决方案 下面的类利用 heapq 模块实现了一个简单的优先级队列: import heapq ...
- Python实战从入门到精通第四讲——数据结构与算法2之实现一个优先级队列
实现一个优先级队列 import heapqclass PriorityQueue:def __init__(self):self._queue = []self._index = ()def pus ...
最新文章
- Jmeter脚本录制(Web)
- 每周一题 —— 3n+1问题
- js粘贴板为什么获取不到图片信息_【第1829期】复制黏贴上传图片和跨浏览器自动化测试...
- python中if嵌套语句的作用_讲解Python中if语句的嵌套用法
- Keyword-BERT——问答系统中语义匹配的杀手锏
- CCF NOI1060 雷同检测
- 运用CSS3制作3D盒子骰子
- python中图例legend标签内容_Python学习第87课-数据可视化之图形标识title、label、legend...
- JS数据结构第五篇 --- 二叉树和二叉查找树
- linux 查看是32位还是64位
- JAVA集合系列(6):HashMap
- ukij手机字体_微信小程序一些常见的坑
- 电商平台系统架构设计案例分析
- 软件实现兼容多厂商服务器运维管理,华为eSight ICT运维系统 略述网管系统
- 安川服务器报b33怎么维修,驻马店安川伺服报警B33故障维修
- 页面关闭时postback,导致IE假死的分析
- while循环语法结构
- HDU3338Kakuro Extension(最大流+边的流量)
- 台式计算机快捷键大全,电脑常用快捷键有哪些
- 北京建行个人信贷客户资信调查函.doc
热门文章
- Windows CE下驱动程序开发基础
- make xdb file.php,SCWS入门使用指南
- openpyxl 绘制饼形图_好享学丨快速上手Pythonmatplotlib 箱线图绘制,学术人必备
- educoder平台_22个在线平台,2.4万门网课
- 登录验证应该是进行在客户端还是服务器端_网站登录认证方式
- C语言程序设计(代码+知识点)
- 了解Entity Framework中事务处理
- SharePoint 站点结构及概念
- 详解Class类文件的结构(下)
- c语言大数相加oj,郑州轻工业大学oj题解(c语言)论如何正确的提高正确率:水题合集(四)...