优先队列用法

本文提供了一段使用C++编写的复杂算法示例代码,该算法涉及优先队列、结构体和并查集等数据结构及算法应用。通过具体实例展示了如何解决一系列计算问题,包括时间计算、速度更新和路径查找等。
#include<bits/stdc++.h>

typedef long long ll;

using namespace std;

const int maxn=2e5+5;

struct DR{
  int id;
  double nt;
  bool operator > (const DR &Vt)const{
    return nt>Vt.nt;
  }
};

priority_queue<DR,vector<DR>,greater<DR>> sq;

bool vis[maxn];
double d[maxn],t[maxn];
int l[maxn],s[maxn],v[maxn];
int f[maxn],sl[maxn];
int n;

int Find(int x){
  return f[x]==x?x:f[x]=Find(f[x]);
}

int main(){
  ios::sync_with_stdio(false);
  while( cin >> n ){
    for(int i=0;i<=n;++i) cin >> l[i] ;
    for(int i=0;i<=n;++i) cin >> s[i] ;
    for(int i=0;i<=n;++i) cin >> v[i] ;
    for(int i=0;i<=n;++i) sl[i]=i;
    for(int i=0;i<=n;++i) f[i]=i;
    for(int i=0;i<=n;++i) vis[i]=false;
    for(int i=0;i<=n;++i) t[i]=0;
    for(int i=0;i<n;++i) d[i]=s[i]-s[i+1]-l[i+1];
    for(int i=0;i<n;++i){
      if( v[i]>v[i+1] ){
        sq.push(DR{i,d[i]/(v[i]-v[i+1])});
      }
    }
    double cd=0,cv=v[0],ct=0;
    while( !sq.empty() ){
      DR tp=sq.top();sq.pop();
      if( vis[tp.id] ) continue;
      vis[tp.id]=true;
      if( cd+cv*(tp.nt-ct)>=s[0] ){
        ct+=(s[0]-cd)/cv;
        cd=s[0];
        break;
      }
      cd+=cv*(tp.nt-ct);
      ct=tp.nt;
      int p=tp.id;
      f[p]=Find(p+1);
      if( sl[p]==0 ) cv=v[f[p]];
      sl[Find(p+1)]=sl[p];
      d[sl[p]-1]-=(v[sl[p]-1]-v[p])*(tp.nt-t[sl[p]-1]);
      t[sl[p]-1]=tp.nt;
      if( v[sl[p]-1]>v[f[p]] )
        sq.push(DR{sl[p]-1,d[sl[p]-1]/( v[sl[p]-1]-v[f[p]] )+tp.nt});
    }
    while( !sq.empty() ) sq.pop();
    if( cd!=s[0] ) ct+=(s[0]-cd)/cv;
    cout << fixed << setprecision(10) << ct << endl ;
  }
  return 0;
}

### Java 优先队列 `PriorityQueue` 使用教程及示例 Java 中的 `PriorityQueue` 是一个基于堆(heap)实现的优先队列,默认情况下按照自然顺序进行排序。它常用于需要根据优先级处理任务或数据的场景,例如调度算法、图算法中的 Dijkstra 算法等。 #### 1. 创建与初始化 可以通过不同的构造方法创建 `PriorityQueue` 实例: - **默认构造函数**:使用默认容量(初始为 11),并按照自然顺序排序。 ```java PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(); ``` - **指定初始容量**: ```java PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(10); ``` - **自定义比较器**:通过提供 `Comparator` 来定义自定义排序规则。 ```java PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>((a, b) -> b - a); // 降序排列 ``` - **从集合中初始化**:可以将已有的 `SortedSet` 或其他集合转换为 `PriorityQueue` [^2]。 ```java SortedSet<Integer> sortedSet = new TreeSet<>(Arrays.asList(5, 3, 4, 1, 2)); PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(sortedSet); ``` #### 2. 常用方法 | 方法名 | 描述 | |--------------|--------------------------------| | `add(E e)` | 将元素插入队列,若队列已满则抛出异常。 | | `offer(E e)` | 将元素插入队列,若队列已满则返回 `false`。 | | `poll()` | 获取并移除队列头部元素(优先级最高的)。 | | `peek()` | 获取但不移除队列头部元素。 | | `size()` | 返回队列中元素的数量。 | | `isEmpty()` | 判断队列是否为空。 | #### 3. 示例代码 以下是一个简单的 `PriorityQueue` 使用示例,展示了如何添加元素并按优先级取出: ```java import java.util.PriorityQueue; public class PriorityQueueExample { public static void main(String[] args) { PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(); queue.add(5); queue.add(4); queue.add(3); queue.add(2); queue.add(1); while (!queue.isEmpty()) { System.out.println(queue.poll()); // 输出顺序为 1, 2, 3, 4, 5 } } } ``` 上述代码中,`PriorityQueue` 默认是小顶堆,因此最小的元素始终在队列头部被取出 [^3]。 #### 4. 自定义对象排序 当使用自定义类时,必须实现 `Comparable` 接口或提供 `Comparator`,否则会抛出 `ClassCastException` [^4]。 ```java class Customer implements Comparable<Customer> { private String name; private int priority; public Customer(String name, int priority) { this.name = name; this.priority = priority; } @Override public int compareTo(Customer other) { return Integer.compare(this.priority, other.priority); // 按优先级升序排列 } @Override public String toString() { return name + " (Priority: " + priority + ")"; } } // 使用示例 PriorityQueue<Customer> customerQueue = new PriorityQueue<>(); customerQueue.add(new Customer("Alice", 3)); customerQueue.add(new Customer("Bob", 1)); customerQueue.add(new Customer("Charlie", 2)); while (!customerQueue.isEmpty()) { System.out.println(customerQueue.poll()); } ``` 输出结果将是按照优先级从小到大排序的客户信息。 #### 5. 应用场景 - **任务调度**:操作系统中进程调度可使用优先队列实现。 - **事件驱动系统**:如模拟系统中事件按时间顺序处理。 - **图算法**:Dijkstra 算法中使用优先队列优化查找最短路径的过程。 - **合并多个有序流**:如归并多个排序好的输入流。 ---
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