Question

使用我的自定义堆类函数在我的Priority Queue类中使用时遇到了麻烦。我的堆类中的哪些函数无法用于我的PriorityQueue的“enqueue”，“dequeue”，“front”和“size”函数。我知道“enqueue”我需要使用我的插入功能，但我不知道如何去做，因为我有一个优先权。有人可以帮我解决我需要做的事情，以便让我的PriorityQueue类使用我的Heap类中的函数才能正常工作吗？我一直坚持这一点，我一直在寻找答案，包括使用内置的python函数，如queue和heapq。

类Heap（对象）：

    def __init__(self, items=None):

        '''Post: A heap is created with specified items.'''

        self.heap = [None]
        if items is None:
            self.heap_size = 0
        else:
            self.heap += items
            self.heap_size = len(items)
            self._build_heap()

    def size(self):

        '''Post: Returns the number of items in the heap.'''

        return self.heap_size

    def _heapify(self, position):

        '''Pre: Items from 0 to position - 1 satisfy the Heap property.
       Post: Heap Property is satisfied for the entire heap.'''

        item = self.heap[position]
        while position * 2 <= self.heap_size:
            child = position * 2
            # If the right child, determine the maximum of two children.
            if (child != self.heap_size and self.heap[child+1] > self.heap[child]):
                child += 1
            if self.heap[child] > item:
                self.heap[position] = self.heap[child]
                position = child
            else:
                break
        self.heap[position] = item

    def delete_max(self):

        '''Pre: Heap property is satisfied
       Post: Maximum element in heap is removed and returned. '''

        if self.heap_size > 0:
            max_item = self.heap[1]
            self.heap[1] = self.heap[self.heap_size]
            self.heap_size -= 1
            self.heap.pop()
            if self.heap_size > 0:
                self._heapify(1)
            return max_item

    def insert(self, item):

        '''Pre: Heap Property is Satisfied.
       Post: Item is inserted in proper location in heap.'''

        self.heap_size += 1
        # extend the length of the list.
        self.heap.append(None)
        position = self.heap_size
        parent = position // 2
        while parent > 0 and self.heap[parent] < item:
            # Move the item down.
            self.heap[position] = self.heap[parent]
            position = parent
            parent = position // 2
        # Puts the new item in the correct spot.
        self.heap[position] = item

    def _build_heap(self):

        ''' Pre: Self.heap has values in 1 to self.heap_size
           Post: Heap property is satisfied for entire heap. '''

        # 1 through self.heap_size.

        for i in range(self.heap_size // 2, 0, -1): # Stops at 1.
            self._heapify(i)

    def heapsort(self):

        '''Pre: Heap Property is satisfied.
           Post: Items are sorted in self.heap[1:self.sorted_size].'''

        sorted_size = self.heap_size

        for i in range(0, sorted_size -1):
            # Since delete_max calls pop to remove an item, we need to append a dummy value to avoid an illegal index.
            self.heap.append(None)
            item = self.delete_max()
            self.heap[sorted_size - i] = item

所以这是有效的，但就像我之前所述，我在如何制作优先级队列方面遇到了麻烦？我知道要求代码是错误的，但我很绝望有人可以帮助我吗？我对我想要的优先级代码做了基本的概述。

#PriorityQueue.py
from MyHeap import Heap


class PriorityQueue(object):

    def __init__(self):
        self.heap = None

    def enqueue(self, item, priority):
        '''Post: Item is inserted with specified priority in the PQ.'''
        self.heap.insert((priority, item))

    def first(self):
    '''Post: Returns but does not remove the highest priority item from the PQ.'''
        return self.heap[0]

    def dequeue(self):
    '''Post: Removes and returns the highest priority item from the PQ.'''
    if self.heap is None:
        raise ValueError("This queue is empty.")
    self.heap.delete_max()

    def size(self):
    '''Post: Returns the number of items in the PQ.'''
        return self.size

这是我到目前为止所得到的，但我不知道它是否完全正确。谁能帮助我？

我将代码编辑为最新版本。

Answer 1

由于这可能是家庭作业，我所能做的只是给出提示，这通常更容易作为评论。由于这最终是一个相当彻底的系列提示，我在此总结它们作为答案。

在大多数情况下，PriorityQueue类中的方法将映射到您已在Heap类中实现的方法：

PriorityQueue.enqueue()很容易映射到Heap.insert（）
PriorityQueue.first()没有相应的堆方法，但仍然可以在一行中实现。您只需要返回最大值，该值始终位于堆中的特定位置。
PriorityQueue.dequeue()稍微复杂一些。它需要先保存顶部项的值，以便在调用heap.delete_max()
堆类已经有size()方法，PriorityQueue.size()可以调用，而不是在PriorityQueue类中维护单独的大小变量。

此外，您需要一个init函数，这应该创建一个将由该类维护的新Heap对象。

为了制作迭代器，你需要创建一个新类。它需要维护一个整数变量（让我们称之为self.index），指示它在队列中的当前位置。您还需要一个增加self.index并返回前一个索引位置的值的方法。这应该是关于它的。

Python：在优先级队列实现中使用我的堆

1 个答案: