UVa_540 - Team Queue

团队队列模拟
本文介绍了一种特殊的数据结构——团队队列,并通过一个具体的编程示例详细解释了如何实现这种队列,包括如何处理不同团队成员加入队列的规则及队列的操作。

 Team Queue 


Queues and Priority Queues are data structures which are known to most computer scientists. TheTeam Queue, however, is not so well known, though it occurs often in everyday life. At lunch timethe queue in front of the Mensa is a team queue, for example.


In a team queue each element belongs to a team. If an element enters the queue, it first searches thequeue from head to tail to check if some of its teammates (elements of the same team) are alreadyin the queue. If yes, it enters the queue right behind them. If not, it enters the queue at the tail andbecomes the new last element (bad luck). Dequeuing is done like in normal queues: elements areprocessed from head to tail in the order they appear in the team queue.


Your task is to write a program that simulates such a team queue.

Input 

The input file will contain one or more test cases. Each test case begins with the number of teams t($1 \le t \le 1000$). Then t team descriptions follow, each one consisting of the number of elementsbelonging to the team and the elements themselves. Elements are integers in the range 0 - 999999.A team may consist of up to 1000 elements.

Finally, a list of commands follows. There are three different kinds of commands:

  • ENQUEUE x - enter element x into the team queue
  • DEQUEUE - process the first element and remove it from the queue
  • STOP - end of test case


The input will be terminated by a value of 0 for t.


Warning: A test case may contain up to 200000 (two hundred thousand) commands, so theimplementation of the team queue should be efficient: both enqueing and dequeuing of an elementshould only take constant time.

Output 

For each test case, first print a line saying ``Scenario #k", where k is the number of the test case.Then, for each DEQUEUE command, print the element which is dequeued on a single line. Print ablank line after each test case, even after the last one.

Sample Input 


2
3 101 102 103
3 201 202 203
ENQUEUE 101
ENQUEUE 201
ENQUEUE 102
ENQUEUE 202
ENQUEUE 103
ENQUEUE 203
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
STOP
2
5 259001 259002 259003 259004 259005
6 260001 260002 260003 260004 260005 260006
ENQUEUE 259001
ENQUEUE 260001
ENQUEUE 259002
ENQUEUE 259003
ENQUEUE 259004
ENQUEUE 259005
DEQUEUE
DEQUEUE
ENQUEUE 260002
ENQUEUE 260003
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
STOP
0


Sample Output 


Scenario #1
101
102
103
201
202
203

Scenario #2
259001
259002
259003
259004
259005
260001

题意:

团队队列:有n个团队在排一个长队(每个团队有若干人)

当每次新来一个人时,如果有熟人排队就插到熟人的后面(熟人就是和他一个团队的人,和生活中排队买票类似,有熟人,你可以插对);如果没有熟人(即没有队友),只能排队到长队对尾

解题思路:

1. 首先必须标示每个人所属的团队号,可以用一个数组,或者直接用map保存每个人的团队ID;

2. 对于每个团队必须是符合队列的先进先出,而且要求常数时间出对,入队,所以对于n个团队,必须设置n个队列,保持有序性;

3. 同时用一个队列teamq,保存团队ID,保证团队之间的有序性

代码如下:

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<map>
using namespace std;

const int MAXSIZE = 1000 +5;
int main()
{
    //freopen("540.txt","r",stdin);
    int n,icase = 0;
    while(cin>>n&&n!=0)
    {
        cout<<"Scenario #"<<++icase<<endl;
        map<int, int>team;
        int x;
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            int t; cin>>t;
            while(t--) { cin>>x; team[x] = i; }
        }
        queue<int> teamq,q[MAXSIZE];
        for(;;)
        {
            string cmd; cin>>cmd;
            if(cmd[0]=='S') break;
            if(cmd[0]=='E'){
                cin>>x; int id = team[x]; //id 表示对号
                if(q[id].empty()) teamq.push(id);//对号入队
                q[id].push(x); 
            }
            else if(cmd[0] == 'D'){
                int id = teamq.front();
                cout<<q[id].front()<<endl; q[id].pop();
                if(q[id].empty()) teamq.pop(); //队号为id的人都出对列了,对应对号也出对
            }
        }
        cout<<endl;
    }
    return 0;
}



【电动汽车充电站有序充电调度的分散式优化】基于蒙特卡诺和拉格朗日的电动汽车优化调度(分时电价调度)(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了基于蒙特卡洛和拉格朗日方法的电动汽车充电站有序充电调度优化方案,重点在于采用分散式优化策略应对分时电价机制下的充电需求管理。通过构建数学模型,结合不确定性因素如用户充电行为和电网负荷波动,利用蒙特卡洛模拟生成大量场景,并运用拉格朗日松弛法对复杂问题进行分解求解,从而实现全局最优或近似最优的充电调度计划。该方法有效降低了电网峰值负荷压力,提升了充电站运营效率与经济效益,同时兼顾用户充电便利性。 适合人群:具备一定电力系统、优化算法和Matlab编程基础的高校研究生、科研人员及从事智能电网、电动汽车相关领域的工程技术人员。 使用场景及目标:①应用于电动汽车充电站的日常运营管理,优化充电负荷分布;②服务于城市智能交通系统规划,提升电网与交通系统的协同水平;③作为学术研究案例,用于验证分散式优化算法在复杂能源系统中的有效性。 阅读建议:建议读者结合Matlab代码实现部分,深入理解蒙特卡洛模拟与拉格朗日松弛法的具体实施步骤,重点关注场景生成、约束处理与迭代收敛过程,以便在实际项目中灵活应用与改进。
<think>我们分析修正后的出队函数。原始版本在队列为空时未解锁互斥锁,修正版本已经添加了解锁操作。 现在检查修正后的代码: 1. 当队列为空时:锁定互斥锁 -> 判断为空 -> 打印信息 -> 解锁 -> 返回NULL。这里避免了死锁,没有问题。 2. 当队列不为空时:正常出队,释放原队头节点(IO_NODE),然后返回其中的REC_NODE指针。 但是,我们需要考虑以下几个潜在问题: a) 内存管理:释放了IO_NODE(即队列节点),但是返回了该节点内部的rec_node指针。那么,这个rec_node指针指向的内存由谁来释放? 如果调用者不知道需要释放这个rec_node,则会导致内存泄漏。如果调用者释放了,但是该内存可能已经被释放(比如在入队时已经转移了所有权),则会导致重复释放。 因此,需要明确所有权转移:出队操作将REC_NODE的所有权转移给调用者,调用者必须负责释放。 b) 多线程安全:虽然使用了互斥锁保护队列操作,但是返回的rec_node指针可能被多个线程同时访问?这取决于调用者的使用方式。但函数本身只保证队列操作的线程安全,返回后rec_node的使用不在保护范围内。 c) 临界区内的printf:printf本身是线程安全的(通常有锁),但在高并发场景下,频繁打印会导致性能下降。而且,打印“队列为空”可能不是用户期望的错误处理方式。 d) 其他逻辑:队列操作(移动队头,重置队尾)正确。 因此,主要问题在于内存所有权不明确,以及错误处理方式可能不合理。 修正建议: 1. 避免在临界区内调用IO函数(如printf),尤其是对于可以预期的错误(如队列为空),应该由调用者处理。 2. 在函数注释中明确说明返回的REC_NODE指针的所有权转移给调用者,调用者必须负责释放。 注意:如果设计上rec_node不应该由调用者释放,那么这里就不能free队列节点(IO_NODE)而不处理rec_node。这取决于整体设计。 修正后的代码(仅修改错误处理,保留所有权问题需文档说明): ```c REC_NODE* pickup_node_from_queue(IO_QUEUE *io_queue) { pthread_mutex_lock(&io_queue->queue_mutex); if (io_queue->front == NULL) { pthread_mutex_unlock(&io_queue->queue_mutex); return NULL; // 不打印,由调用者处理空队列情况 } IO_NODE *temp_io_node = io_queue->front; REC_NODE *p_rec_node = temp_io_node->rec_node; io_queue->front = io_queue->front->next; if (io_queue->front == NULL) { io_queue->rear = NULL; } free(temp_io_node); pthread_mutex_unlock(&io_queue->queue_mutex); return p_rec_node; } ``` 但是,如果rec_node在入队时是动态分配的,那么出队时转移所有权是合理的。如果是其他情况,则需要调整。 因此,该函数目前没有明显的死锁问题,但仍有内存所有权模糊和错误处理不完善的问题。 综上所述,问题主要在于: - 设计层面:内存所有权未明确。 - 实现层面:临界区内的printf可能影响性能,且错误信息输出在多线程环境中可能混乱。 所以,函数在死锁问题上已经修正,但存在其他问题。 §§相关问题§§ 1. 在多线程队列设计中,如何明确内存所有权以避免泄漏或重复释放? 2. 为什么在临界区内应避免调用如`printf`这样的I/O函数? 3. 如何设计线程安全队列的错误处理机制(如空队列)? 4. 除了返回指针,还有哪些方式可以安全地从线程安全队列中获取数据? </think>### 出队函数问题分析 修正后的函数已经解决了死锁问题,但仍存在以下潜在问题: ```c REC_NODE* pickup_node_from_queue(IO_QUEUE *io_queue) { pthread_mutex_lock(&io_queue->queue_mutex); if (io_queue->front == NULL) { printf("Queue is empty!\n"); // 问题点1 pthread_mutex_unlock(&io_queue->queue_mutex); return NULL; } IO_NODE *temp_io_node = io_queue->front; REC_NODE *p_rec_node = temp_io_node->rec_node; // 问题点2 io_queue->front = io_queue->front->next; if (io_queue->front == NULL) { io_queue->rear = NULL; } free(temp_io_node); // 风险点 pthread_mutex_unlock(&io_queue->queue_mutex); return p_rec_node; // 问题点3 } ``` ### 主要问题 1. **线程不安全的 I/O 操作** `printf("Queue is empty!\n")` 在临界区内调用: - 标准 I/O 函数本身不是线程安全的,多个线程同时调用可能导致输出混乱 - 阻塞性 I/O 会延长临界区持有时间,增加锁竞争 - **建议**:移出临界区或替换为原子操作 2. **悬挂指针风险** ```c REC_NODE *p_rec_node = temp_io_node->rec_node; free(temp_io_node); // 释放包含 rec_node 的节点 return p_rec_node; // 返回指向已释放内存的指针 ``` - 如果 `temp_io_node` 包含 `rec_node` 而不是指向它的指针,返回的指针将指向已释放内存 - **建议**:明确内存所有权(见下文) 3. **内存所有权不明确** - 调用者无法确定返回的 `REC_NODE*` 是否应该释放 - 没有文档说明资源转移规则 - **建议**:使用以下任一模式: ```c // 模式1:返回深拷贝(调用者负责释放) REC_NODE* copy = deep_clone(p_rec_node); // 模式2:移交所有权(调用者必须释放) REC_NODE* take_ownership(); ``` ### 改进建议 1. **移除临界区内的 I/O** ```c if (io_queue->front == NULL) { pthread_mutex_unlock(&io_queue->queue_mutex); // 可选:记录日志(非阻塞方式) return NULL; } ``` 2. **明确内存所有权** ```c /* * 返回从队列中移除的节点指针, * 调用者负责释放返回的 REC_NODE */ REC_NODE* pickup_node_from_queue(IO_QUEUE *io_queue) { // ...代码不变... } ``` 3. **防御性检查** ```c if (temp_io_node->rec_node == NULL) { // 处理空指针异常 } ``` ### 最终修正版本 ```c REC_NODE* pickup_node_from_queue(IO_QUEUE *io_queue) { pthread_mutex_lock(&io_queue->queue_mutex); if (io_queue->front == NULL) { pthread_mutex_unlock(&io_queue->queue_mutex); return NULL; // 移除非线程安全输出 } IO_NODE *temp_io_node = io_queue->front; REC_NODE *p_rec_node = temp_io_node->rec_node; // 防御性检查 if (p_rec_node == NULL) { // 记录错误/处理异常 } io_queue->front = io_queue->front->next; if (io_queue->front == NULL) { io_queue->rear = NULL; } free(temp_io_node); pthread_mutex_unlock(&io_queue->queue_mutex); return p_rec_node; // 所有权已转移给调用者 } ```
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值