Algorithm 具有动态项目优先级的优先级队列

我需要实现一个优先级队列，其中队列中某个项目的优先级可以更改，并且队列会自行调整，以便始终以正确的顺序删除项目。我对如何实现这一点有一些想法，但我确信这是一种非常常见的数据结构，因此我希望我可以使用比我更聪明的人的实现作为基础

有谁能告诉我这种优先级队列的名称，让我知道要搜索什么，或者更好的是，给我指一个实现吗？

给您，包括的一个实现

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然而，这听起来像是一个家庭作业问题，因此如果是这样，我建议你先尝试自己完成这些想法，如果你在某个地方陷入困境，需要一个指向正确方向的指针，那么可能会参考其他人的实现。这样，您就不太可能“偏袒”其他程序员使用的精确编码方法，而更可能理解为什么包含每段代码以及它是如何工作的。有时，执行“复制和粘贴”的等效解释可能有点太诱人了。

标准二进制堆支持5个操作（下面的示例假设最大堆）：

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如您所见，在max堆中，您可以增加任意密钥。在最小堆中，可以减少任意密钥。不幸的是，您不能双向更改密钥，但这样可以吗？如果您需要双向更改密钥，那么您可能需要考虑使用a。

我建议您首先尝试头部插入法，以更新优先级：

• 从队列中删除该项目
• 用新的优先级重新插入它

在C++中，这可以使用<代码> STD::MulyOxMult来完成，重要的是对象必须记住它存储在结构中的位置，以便能够有效地删除自身。对于重新插入，这是很困难的，因为你不能假定你知道任何关于优先级的事情

class Item;

typedef std::multi_map<int, Item*> priority_queue;

class Item
{
public:
  void add(priority_queue& queue);
  void remove();

  int getPriority() const;
  void setPriority(int priority);

  std::string& accessData();
  const std::string& getData() const;

private:
  int mPriority;
  std::string mData;

  priority_queue* mQueue;
  priority_queue::iterator mIterator;
};

void Item::add(priority_queue& queue)
{
  mQueue = &queue;
  mIterator = queue.insert(std::make_pair(mPriority,this));
}

void Item::remove()
{
  mQueue.erase(mIterator);
  mQueue = 0;
  mIterator = priority_queue::iterator();
}

void Item::setPriority(int priority)
{
  mPriority = priority;
  if (mQueue)
  {
    priority_queue& queue = *mQueue;
    this->remove();
    this->add(queue);
  }
}

类项目；
typedef std:：多映射优先级队列；
类项目
{
公众：
无效添加（优先级队列和队列）；
无效删除（）；
int getPriority（）常量；
无效设置优先级（int优先级）；
std:：string&accessData（）；
常量std:：string&getData（）常量；
私人：
国际优先权；
std：：字符串mData；
优先级队列*mQueue；
优先级队列：：迭代器斜接器；
};
无效项：：添加（优先级队列和队列）
{
mQueue=&queue；
mIterator=queue.insert（std:：make_pair（mPriority，this））；
}
无效项：：删除（）
{
mQueue.erase（斜接器）；
mQueue=0；
mIterator=priority_queue:：iterator（）；
}
无效项：：设置优先级（整数优先级）
{
优先权=优先权；
if（mQueue）
{
优先级队列&queue=*mQueue；
此->删除（）；
此->添加（队列）；
}
}

我正在寻找完全相同的东西

以下是我的一些想法：

由于项目的优先级不断变化， 在检索项目之前对队列进行排序是没有意义的

因此，我们应该忘记使用优先级队列。和“部分”排序 在检索项目时使用容器

并从以下STL排序算法中进行选择： A.隔断 B稳定分区 Cn_元素 D部分排序 E部分排序拷贝 F分类 G稳定排序

分区、稳定分区和第n个元素是线性时间排序算法，应该是我们的首选

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但是，官方Java库中似乎没有提供这些算法。因此，我建议您使用java.util.Collections.max/min来做您想做的事情。

像其他人建议的那样，这样的优先级队列通常使用二进制堆数据结构来实现，通常使用数组表示，但也可以使用二叉树。实际上，增加或减少堆中元素的优先级并不难。如果知道要在从队列中弹出下一个元素之前更改许多元素的优先级，可以暂时关闭动态重新排序，在堆的末尾插入所有元素，然后在需要弹出元素之前重新排序整个堆（代价是O（n））。关于堆的重要一点是，将数组放入堆顺序只需O（n），而排序只需O（n logn）

我在一个具有动态优先级的大型项目中成功地使用了这种方法

class Item;

typedef std::multi_map<int, Item*> priority_queue;

class Item
{
public:
  void add(priority_queue& queue);
  void remove();

  int getPriority() const;
  void setPriority(int priority);

  std::string& accessData();
  const std::string& getData() const;

private:
  int mPriority;
  std::string mData;

  priority_queue* mQueue;
  priority_queue::iterator mIterator;
};

void Item::add(priority_queue& queue)
{
  mQueue = &queue;
  mIterator = queue.insert(std::make_pair(mPriority,this));
}

void Item::remove()
{
  mQueue.erase(mIterator);
  mQueue = 0;
  mIterator = priority_queue::iterator();
}

void Item::setPriority(int priority)
{
  mPriority = priority;
  if (mQueue)
  {
    priority_queue& queue = *mQueue;
    this->remove();
    this->add(queue);
  }
}

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下面是我的一个参数化模型的实现

谢谢Dav，但这是一个标准优先级队列。如果我向队列中添加了一个项目，并且它的优先级发生了更改（在队列之外），那么队列的顺序可能不正确。换句话说，标准优先级队列仅在将项目添加到队列时对其进行排序，而不是稍后。我需要实现一个队列，随着其项目优先级的更新而更新。另外，这不是一个家庭作业问题，我需要把它作为一些模拟软件的一部分来实现。我对如何实现它有一些想法，但想看看是否有更好的方法。可以在这种情况下，我建议寻找Dijkstra算法的示例实现，该算法（如果以最有效的形式实现）需要一个可重排序的优先级队列，因此可能会有您想要的。请参阅并感谢Matthieu，我曾想过使用这种方法，但由于更新频率太高，无法满足我的需要。我最终使用了一个实现，该实现包括一个字典，将项映射到队列中的索引，然后在队列上有一个方法UpdatePosition（Item Item），该方法查找项索引，然后将其冒泡到新位置。然后，队列会有一个项目注册所针对的事件，以便在优先级发生变化时通知队列。这似乎很有效。如果您首先需要搜索希望增加的元素，我不知道二进制堆如何有效地支持增加密钥。由于堆中没有排序，因此查找元素需要线性时间。您必须有一个引用