如何迭代Python中的优先级队列？

Question

我试图在python中实现Uniform-cost search，为此我需要一个优先级队列，我使用标准库中的queue.py。但是，算法结束时会检查队列中是否存在成本较高的路径。如果我的队列中有任何给定值，如果它不可迭代，我如何检查？

由于

Answer 1

queue.PriorityQueue实际上是使用list实现的，put / get方法使用heapq.heappush / heapq.heappop来维护优先级排序在list内。因此，如果您愿意，您可以迭代内部列表，该列表包含在queue属性中：

>>> from queue import PriorityQueue
>>> q = PriorityQueue()
>>> q.put((5, "a"))
>>> q.put((3, "b"))
>>> q.put((25, "c"))
>>> q.put((2, "d"))
>>> print(q.queue)
[(2, 'd'), (3, 'b'), (25, 'c'), (5, 'a')]

Answer 2

PriorityQueue实现为binary heap，它是在python中使用list（数组）实现的。要遍历队列，您需要知道有关子列表存储在列表中的位置的规则。

规则是所有节点都有两个子节点，除非它们是拥有子节点的最后一个节点，在这种情况下它们可能有一个子节点。在最后一个节点之后出现的所有节点都有零个孩子（duh）。

节点的子节点与节点在列表中的位置相关。其中i是列表中节点的索引，那么它的子节点存储在：

• 2 * i + 1
• 2 * i + 2

但是，堆的唯一要求是所有节点的子节点的值都大于或等于节点的值（或者大于取决于实现的值）。

例如，在上面关于binrary heap的链接wiki页面中，您将找到以下图像。队列中的第一项是根。非常明显。第二项是根的子项中较大的一项。但是，第三项可以是根节点的剩余节点，也可以是队列中第二个节点的子节点之一。也就是说，队列（25）中的第三项可能与19或1位于同一位置。

因此，要迭代队列，您需要跟踪所有当前“可查看”的节点。例如：

def iter_priority_queue(queue):

    if queue.empty():
        return

    q = queue.queue
    next_indices = [0]
    while next_indices:
        min_index = min(next_indices, key=q.__getitem__)
        yield q[min_index]
        next_indices.remove(mix_index)
        if 2 * min_index + 1 < len(q):
            next_indices.append(2 * min_index + 1)
        if 2 * min_index + 2 < len(q):
            next_indices.append(2 * min_index + 2)

如果您感觉懒惰，可以将方法猴子修补到queue.PriorityQueue，但我鼓励您使用heapq模块实现自己的优先级队列类，因为PriorityQueue来了具有很多过剩功能（主要是线程安全，几乎肯定不需要）。应该注意的是，上述方法不线程安全。如果另一个线程在迭代时修改了队列，那么上面的方法将开始产生错误的数字，如果你很幸运，它可能会产生异常。

Answer 3

除非您需要queue.queue提供的线程安全性，因为它主要用作线程安全作业队列而不是通用队列，您可能最好直接使用collections.deque是可迭代的。