Python cookbook（数据结构与算法）实现优先级队列的方法示例
本文实例讲述了Python实现优先级队列的方法。分享给大家供大家参考，具体如下：
问题：要实现一个队列，它能够以给定的优先级对元素排序，且每次pop操作时都会返回优先级最高的那个元素；
解决方案：采用heapq模块实现一个简单的优先级队列
#example.py
#
#Exampleofapriorityqueue
importheapq
classPriorityQueue:
def__init__(self):
self._queue=[]
self._index=0
defpush(self,item,priority):
heapq.heappush(self._queue,(-priority,self._index,item))
self._index+=1
defpop(self):
returnheapq.heappop(self._queue)[-1]
#Exampleuse
classItem:
def__init__(self,name):
self.name=name
def__repr__(self):
return'Item({!r})'.format(self.name)
q=PriorityQueue()
q.push(Item('foo'),1)
q.push(Item('bar'),5)
q.push(Item('spam'),4)
q.push(Item('grok'),1)
print("Shouldbebar:",q.pop())
print("Shouldbespam:",q.pop())
print("Shouldbefoo:",q.pop())
print("Shouldbegrok:",q.pop())
Python3.4.0(v3.4.0:04f714765c13,Mar162014,19:24:06)[MSCv.160032bit(Intel)]onwin32
Type"copyright","credits"or"license()"formoreinformation.
>>>================================RESTART================================
>>>
Shouldbebar:Item('bar')
Shouldbespam:Item('spam')
Shouldbefoo:Item('foo')
Shouldbegrok:Item('grok')
>>>
可以看出：第一次执行pop()操作时返回的元素具有最高的优先级；对于相同优先级的两个元素（foo和gork）返回的顺序同它们插入到队列时的顺序相同。
在这段代码中，队列以元组(-priority,self._index,item)的形式组成，priority取负值是为了队列按照从高到低的顺序排列，这和堆默认的从小到大的排序相反。
变量index的作用是对相同优先级的元素以适当的顺序排列，特别对同优先级的元素间做比较操作时扮演了重要的角色。
Item实例无法进行次序比较：
a=Item('foo')
b=Item('bar')
print('a>>
Traceback(mostrecentcalllast):
File"D:\4autotests\02script\python-cookbook\python-cookbook-master\src\1\5.implementing_a_priority_queue\example.py",line27,in
print('a>>
如果以元组(priority, item)的形式来表示元素，只要优先级不同，就可进行比较：
a=(1,Item('foo'))
b=(5,Item('bar'))
c=(1,Item('gork'))
print('a>>
a
print('a>>
引入额外的索引值，以(priority,index,item)的方式建立元组，就可以避免相同优先级无法比较的问题，因为没有哪两个元组会有相同的index值；
a=(1,0,Item('foo'))
b=(5,1,Item('bar'))
c=(1,2,Item('gork'))
print('a>>
a>>
如果想将这个队列用于线程间通信，还需要增加适当的锁和信号机制。
（代码摘自《PythonCookbook》）
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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。