【PTA数据结构 | C语言版】Windows消息队列

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题目

消息队列是 Windows 系统的基础。对于每个进程，系统维护一个消息队列。如果在进程中有特定事件发生，如点击鼠标、文字改变等，系统将把这个消息连同表示此消息优先级高低的正整数（称为优先级值）加到队列当中。同时，如果队列不是空的，这一进程循环地从队列中按照优先级获取消息。请注意优先级值低意味着优先级高。请编辑程序模拟消息队列，将消息加到队列中以及从队列中获取消息。

输入格式:
输入第 1 行给出正整数 n（≤10^5），随后 n 行，每行给出一个指令——GET 或 PUT，分别表示从队列中取出消息或将消息添加到队列中。如果指令是 PUT，后面就有一个消息名称、以及一个正整数表示消息的优先级，此数越小表示优先级越高。消息名称是长度不超过 10 个字符且不含空格的字符串；题目保证队列中消息的优先级无重复，且输入至少有一个 GET。

输出格式:
对于每个 GET 指令，在一行中输出消息队列中优先级最高的消息的名称和参数。如果消息队列中没有消息，输出 EMPTY QUEUE!。对于 PUT 指令则没有输出。

输入样例:
9
PUT msg1 5
PUT msg2 4
GET
PUT msg3 2
PUT msg4 4
GET
GET
GET
GET

输出样例:
msg2
msg3
msg4
msg1
EMPTY QUEUE!

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAXN 100001

typedef struct {
    char name[11];  // 消息名称，最多10个字符
    int priority;   // 优先级值
} Message;

Message heap[MAXN];  // 最小堆数组
int size;            // 当前堆的大小

// 交换两个消息
void swap(Message *a, Message *b) {
    Message temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

// 插入消息到最小堆
void insert(char *name, int priority) {
    int i;
    Message newMsg;
    strcpy(newMsg.name, name);
    newMsg.priority = priority;
    
    // 上滤操作
    for (i = ++size; i > 1 && heap[i/2].priority > newMsg.priority; i /= 2) {
        heap[i] = heap[i/2];
    }
    heap[i] = newMsg;
}

// 删除并返回优先级最高的消息
Message deleteMin() {
    Message minMsg = heap[1];
    Message lastMsg = heap[size--];
    
    int parent, child;
    for (parent = 1; parent * 2 <= size; parent = child) {
        child = parent * 2;
        if (child != size && heap[child].priority > heap[child+1].priority)
            child++;  // 选择较小的子节点
        
        if (lastMsg.priority <= heap[child].priority) break;
        
        heap[parent] = heap[child];
    }
    heap[parent] = lastMsg;
    
    return minMsg;
}

int main() {
    int n;
    char command[5];
    
    size = 0;  // 初始化堆大小
    
    scanf("%d", &n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%s", command);
        
        if (strcmp(command, "PUT") == 0) {
            char name[11];
            int priority;
            scanf("%s %d", name, &priority);
            insert(name, priority);
        } else if (strcmp(command, "GET") == 0) {
            if (size == 0) {
                printf("EMPTY QUEUE!\n");
            } else {
                Message msg = deleteMin();
                printf("%s\n", msg.name);
            }
        }
    }
    
    return 0;
}