数据结构— —优先队列

英雄联盟游戏里面防御塔都有一个自动攻击功能，小兵排着队进入防御塔的攻击范围，防御塔先攻击靠得最近的小兵，这时候大炮车的优先级更高（因为系统判定大炮车对于防御塔的威胁更大），所以防御塔会优先攻击大炮车。而当大炮车阵亡，剩下的全部都是普通小兵，这时候离得近的优先级越高，防御塔优先攻击距离更近的小兵。

typedef int DataType;	//队列中元素类型
typedef struct _QNode 
{ //结点结构 
    int priority; //每个节点的优先级,9最高优先级，0最低优先级，优先级相同，取第一个节点
    DataType data; 
    struct _QNode *next;
}QNode;

优先队列：它的入队顺序没有变化，但是出队的顺序是根据优先级的高低来决定的。优先级高的优先出队。

typedef QNode * QueuePtr;
typedef struct Queue
{
	int	length; //队列的长度
	QueuePtr front;	//队头指针
	QueuePtr rear;	//队尾指针
}LinkQueue;	11

空的任务队列 插入元素

删除一个节点

优先队列出队

 

 完整代码：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <Windows.h>
#include <iostream> 
#include <iomanip> 

using namespace std;

#define MaxSize 5	//队列的最大容量 

typedef int DataType;	//任务队列中元素类型

typedef struct _QNode 
{ 
//结点结构 
int priority; //每个节点的优先级,0最低优先级，9最高优先级，优先级相同，取第一个节点
DataType data; 
struct _QNode *next;
}QNode; 

typedef QNode * QueuePtr;

typedef struct Queue
{
    int	length; //队列的长度
	QueuePtr front;	//队头指针
	QueuePtr rear;	//队尾指针
}LinkQueue;

//队列初始化，将队列初始化为空队列
void InitQueue(LinkQueue *LQ)
{ 
    if(!LQ) return ;
    LQ->length = 0;
    LQ->front = LQ->rear = NULL; //把对头和队尾指针同时置0
}

//判断队列为空
int IsEmpty(LinkQueue *LQ)
{ 
    if(!LQ) return 0;
    if (LQ->front == NULL)
    {
        return 1;
    } 

    return 0;
}

//判断队列是否为满
int IsFull(LinkQueue *LQ)
{ 
    if(!LQ) return 0;
    if (LQ->length == MaxSize)
    { 
        return 1;
    } 

    return 0;
}

//入队,将元素data插入到队列LQ中
int EnterQueue( LinkQueue *LQ,DataType data, int priority)
{ 
    if(!LQ) return 0;
    if(IsFull(LQ))
    {
        cout<<"无法插入元素 "<<data<<", 队列已满!"<<endl; 
        return 0;
    }

    QNode *qNode = new QNode; 
    qNode->data = data; 
    qNode->priority = priority; 
    qNode->next = NULL;

    if(IsEmpty(LQ))
    {//空队列
        LQ->front = LQ->rear = qNode;
    }
    else 
    {
        LQ->rear->next =qNode;//在队尾插入节点qNode
	    LQ->rear = qNode;	//队尾指向新插入的节点
    }

    LQ->length++;
    return 1;
}

//出队，遍历队列，找到队列中优先级最高的元素data出队
int DeleteQueue(LinkQueue *LQ, DataType *data)
{
    QNode **prev = NULL, *prev_node=NULL;//保存当前已选举的最高优先级节点上一个节点的指针地址。
    QNode *last = NULL, *tmp = NULL;

    if(!LQ || IsEmpty(LQ))
    {
        cout<<"队列为空！"<<endl;
        return 0; 
    }

    if(!data) return 0;

    //prev 指向队头front 指针的地址
    prev = &(LQ->front);

    printf("第一个节点的优先级: %d\n", (*prev)->priority);
    last = LQ->front; 
    tmp = last->next; 

    while(tmp)
    { 
        if(tmp->priority >(*prev)->priority)
    {
        printf("抓到个更大优先级的节点[priority: %d]\n",tmp->priority); 
        prev = &(last->next); prev_node= last;
    } 

    last=tmp; 
    tmp=tmp->next;
    }

    *data = (*prev)->data; 
    tmp = *prev; *prev = (*prev)->next; 
    delete tmp;
    LQ->length--;
    
    //接下来存在2种情况需要分别对待 
    //1.删除的是首节点,而且队列长度为零
    if(LQ->length==0)
    {
        LQ->rear=NULL;
    }

    //2.删除的是尾部节点
    if(prev_node&&prev_node->next==NULL)
    {
        LQ->rear=prev_node;
    }

        return 1;
}

//打印队列中的各元素
void PrintQueue(LinkQueue *LQ) 
{ 

    QueuePtr tmp; if(!LQ) return ;
    if(LQ->front==NULL)
    {
        cout<<"队列为空！"; return ; 
    }

    tmp = LQ->front; 
    while(tmp)
    { 
        cout<<setw(4)<<tmp->data<<"["<<tmp->priority<<"]";
        tmp = tmp->next;
    } 
        cout<<endl;
}

//获取队首元素，不出队
int GetHead(LinkQueue *LQ,DataType *data)
{ 
    if (!LQ || IsEmpty(LQ))
    { 
        cout<<"队列为空!"<<endl;
        return 0; 
    } 

    if(!data) return 0;
    *data = LQ->front->data; 
    return 1;
}

//清空队列
void ClearQueue(LinkQueue *LQ)
{ 
    if(!LQ) return ;
    while(LQ->front)
    {
        QueuePtr tmp = LQ->front->next; 
        delete LQ->front; 
        LQ->front = tmp; 
    }

    LQ->front = LQ->rear = NULL;
    LQ->length = 0;
}

//获取队列中元素的个数
int getLength(LinkQueue* LQ)
{ 
    if(!LQ) return 0;
    return LQ->length;
}

int main()
{
    LinkQueue *LQ = new LinkQueue; 
    DataType data = -1;

    //初始化队列
    InitQueue(LQ);

    //入队
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        EnterQueue(LQ, i+10, i);
    }

    //打印队列中的元素
    printf("队列中的元素(总共%d 个)：", getLength(LQ));
    PrintQueue(LQ); cout<<endl;

    //出队
    for(int i=0; i<5; i++)
    { 
        if(DeleteQueue(LQ, &data))
        { 
            cout<<"出队的元素是："<<data<<endl;
        }
        else 
        { 
            cout<<"出队失败！"<<endl;
    }
}

    //打印队列中的元素
    printf("出队五个元素后，队列中剩下的元素[%d]：\n",getLength(LQ));
    PrintQueue(LQ); 
    cout<<endl;
    ClearQueue(LQ); 
    cout<<"清空队列!\n";
    PrintQueue(LQ);
 
    //清理资源 delete LQ;

    system("pause"); 
    return 0;
}