C语言 优先队列

本文介绍了C语言中实现优先队列的概念,重点讲解了如何通过代码创建一个优先队列,该队列具备自动排序的功能。

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优先队列

优先队列相比队列多了一个功能,就是自动排序

代码实现
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <memory.h>
#define QUETYPE char
#define SORTTYPE int

typedef struct node {
    QUETYPE data;
    struct node *next;
} QueueNode, *QueueNodePtr;

typedef struct {
    QueueNodePtr head;
    QueueNodePtr tail;
} Queue, *QueuePtr;

QueuePtr createQueue();
QueueNodePtr createQueueNode(QUETYPE key);
void insertQueue(QueuePtr q, QUETYPE key);
QUETYPE outQueue(QueuePtr q);
void deleteQueue(QueuePtr q);

/**********排序**********/

SORTTYPE sortData(QueueNodePtr q) {
    return q->data;
}


void exchange(QueueNodePtr a, QueueNodePtr b) {
    SORTTYPE *aa = &(a->data);
    SORTTYPE tmp_a = a->data;

    SORTTYPE *bb = &(b->data);
    *aa = b->data;
    *bb = tmp_a;
}


void queueSort(QueuePtr q) {
    //选择排序
    QueueNodePtr tmp = NULL;
    tmp = q->head;
    while (tmp != NULL) {
        QueueNodePtr tmp2 = tmp;
        SORTTYPE data = sortData(tmp);
        while (tmp2 != NULL) {
            if (sortData(tmp2) < data) {
                exchange(tmp, tmp2);
            }
            tmp2 = tmp2->next;
        }
        tmp = tmp->next;
    }
}

/**********排序**********/

void main() {
    QueuePtr q = createQueue();
    for (int i = 10; i >0; i--) {
        insertQueue(q, i, 1);
    }
    outQueue(q);
    deleteQueue(q);
}

QueuePtr createQueue() {
    QueuePtr q = (QueuePtr)malloc(sizeof(Queue));
    memset(q, 0, sizeof(Queue));
    q->head = q->tail = NULL;
    return q;
}

QueueNodePtr createQueueNode(QUETYPE key) {
    QueueNodePtr q = (QueueNodePtr)malloc(sizeof(Queue));
    memset(q, 0, sizeof(Queue));
    q->next = NULL;
    q->data = key;
    return q;
}



void insertQueue(QueuePtr q, QUETYPE key, int isSort) {
    QueueNodePtr a = createQueueNode(key);
    if (q->head == NULL) {  //notice
        q->head = q->tail = a;
    }
    else {
        q->tail->next = a;
        q->tail = a;
    }
    if(isSort == 1) //自动排序
        queueSort(q);
}

QUETYPE outQueue(QueuePtr q) {
    QUETYPE v;
    if (q->head != NULL) {   //notice
        v = q->head->data;
        QueueNodePtr tmp = q->head->next;
        free(q->head);
        q->head = tmp;
    }
    else {
        v = NULL;
    }
    return v;
}

void deleteQueue(QueuePtr q) {
    if (q->head != NULL) {  //notice
        QueueNodePtr tmp = q->head;
        QueueNodePtr tmp2;
        while (tmp != NULL) {
            tmp2 = tmp;
            tmp = tmp->next;
            free(tmp2);
        }
    }
    free(q);
}
C语言中的优先队列是一种特殊的队列数据结构,其中每个元素都有一个与之关联的优先级优先级高的元素先被处理,而优先级相同的元素按照它们被插入的顺序进行处理。 在C语言中,可以使用以下几种方式来实现优先队列: 1. 数组实现:使用数组来存储元素,并根据元素的优先级进行排序。插入元素时,需要按照优先级找到合适的位置进行插入;删除元素时,直接删除数组中的第一个元素即可。这种实现方式简单直观,但插入和删除操作的时间复杂度较高。 2. 堆实现:使用堆这种数据结构来实现优先队列。堆是一种完全二叉树,满足堆序性质:对于每个节点i,其父节点的值小于等于节点i的值。在C语言中,可以使用数组来表示堆。插入元素时,将元素插入到堆的末尾,并通过上浮操作将其调整到合适的位置;删除元素时,将堆顶元素与最后一个元素交换,并通过下沉操作将其调整到合适的位置。这种实现方式的插入和删除操作的时间复杂度为O(log n),效率较高。 3. 链表实现:使用链表来存储元素,并根据元素的优先级进行排序。插入元素时,需要按照优先级找到合适的位置进行插入;删除元素时,直接删除链表中的第一个元素即可。这种实现方式相对于数组实现来说,插入和删除操作的时间复杂度较低,但查找操作的时间复杂度较高。
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