概念
不知道你玩过英雄联盟吗？英雄联盟里面的防御塔会攻击离自己最近的小兵，但是如果有炮车兵在塔内，防御塔会优先攻击炮车（因为炮车的威胁性更大），只有没有兵线在塔内时，防御塔才会攻击英雄。所以你可以得出优先级：距离最近的炮车 > 炮车 > 距离最近的小兵 > 小兵 > 距离最近的英雄 > 英雄。
那什么是优先队列？首先它是一个队列，它的入队顺序没有发生改变，但是出队的顺序是根据优先级的高低来实现的，遍历队列，优先级高的先出队，有多个节点具有最高的优先级，选取遇到的第一个具有最高的优先级的节点。
空队列
插入一个元素
插入第二个元素
删除一个节点
上列情况是最普通的情况（无需多余的操作），显然如果删除的是队列中的最后一个节点，尾指针需要手动移动；如果删除的是队列中的第一个节点，头指针会自动移动。如果删除的队列只有一个节点，那头尾指针需要手动置空。所以总共有 2 种情况需要考虑。
队列的算法实现
队列的结构体定义
其中优先级的高低是自己定义的，你也可以令 0 为最高优先级，优先级数也不只有这 9 个。
#define MAX_SIZE 15
typedef int DateElem;
typedef struct _QNode
{
int priority; //节点的优先级，9为最高优先级，0为最低优先级，优先级相同的取第一个
DateElem date;
struct _QNode* next;
}QNode;
typedef QNode* QueuePtr; //QueuePtr a; 就定义了一个指向结构体QNode的指针
typedef struct _Queue
{
int length; //队列长度
QueuePtr head; //头指针
QueuePtr tail; //尾指针
}Queue;队列的初始化、判空、判满、插入
//队列的初始化，初始化为空队列
void initQueue(Queue* q)
{
if (!q) //指向队头的指针为空
{
return;
}
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
q->length = 0;
}
//判断队列是否为空
bool IsEmpty(Queue* q)
{
if (!q) return false;
if (q->head == NULL) //条件用 q->tail == NULL 也行
{
return true;
}
return false; //不为空
}
//判断队列是否为满
bool IsFull(Queue* q)
{
if (!q) return false;
if (q->length >= MAX_SIZE) //也可以用 q->length == MAX_SIZE
{
return true;
}
return false;
}
//入队
bool enterQueue(Queue* q, DateElem e, int priority)
{
if (!q || IsFull(q))
{
cout << "队列已满" << endl;
return false;
}
QNode* p = new QNode;
//if (!q) return false; 一般不会生成失败
p->priority = priority;
p->date = e;
p->next = NULL;
//插入有两种情况
if (IsEmpty(q)) //空队列
{
q->head = p;
q->tail = p;
}
else //队列中已有元素
{
q->tail->next = p; //队列中的最后一个节点的next指针指向新加节点
q->tail = p; //更新尾指针
}
q->length++;
return true;
}出队
唯一与普通队列有较大差别的就是队列的出队，其他的操作变化很小。
//遍历队列
bool popQueue(Queue* q,DateElem *out)
{
if (!q || IsEmpty(q))
{
cout << "队列为空" << endl;
return false;
}
if (!out)
{
cout << "无法传递删除节点的值" << endl;
return false;
}
QNode** prev_node_next = NULL; //二级指针，指向优先级最高的节点的前一个节点的next指针
QNode* prev_node = NULL; //指向优先级最高的节点的前一个节点
QNode* temp = NULL,*last = NULL; //temp遍历队列，last指向temp指向的前一个节点
prev_node_next = &(q->head); //最开始指向队头指针（也就是第一个节点的前一个节点的next指针），解引用就是指向第一个节点
last = q->head;
temp = last->next;
while (temp != NULL)
{
if (temp->priority > (*prev_node_next)->priority)
{
cout << "找到了一个更高的优先级：" << temp->priority << endl;
prev_node_next = &(last->next); //指向temp的前一个节点的next指针
prev_node = last; //指向temp的前一个节点
}
last = temp;
temp = temp->next;
}
*out = (*prev_node_next)->date; //传递出队元素的值
temp = *prev_node_next; // temp指向要删除节点
*prev_node_next = (*prev_node_next)->next; //或者是 prev_node_next = & (*prev_node_next)->next;
delete temp;
q->length--;
//情况一：删除节点后为空队列
if (q->length == 0)
{
q->head = q->tail = NULL;
}
//情况二：删除的是尾节点
else if ( *prev_node_next == NULL && prev_node != NULL)
{
q->tail = prev_node;
}
//情况三：删除的是首节点，与情况一不同的是删除节点后，队列不为空
//情况四：普通情况
//这两种情况遍历结束后的调整中头尾指针就弄好了
return true;
}如果你觉得我这里写得不好，嘻嘻，因为明明只需要用一级指针，我偏要用二级指针，这就是我与明明的区别，哈哈，好了不开玩笑，可以看看下图帮助理解。
队列的打印、清空、获取队首元素
//打印队列
bool Print(Queue* q)
{
if (!q) return false;
if (IsEmpty(q))
{
cout << "队列为空" << endl;
}
QNode* p = q->head;
cout << "队列中的元素：";
while (p != NULL)
{
printf("%d[优先级%d] ", p->date,p->priority);
p = p->next;
}
cout << endl;
return true;
}
//清空队列
bool ClearQueue(Queue* q)
{
if (!q || IsEmpty(q)) return false;
QNode* temp = q->head, * tmp = NULL;
while (temp != NULL)
{
tmp = temp->next;
delete temp;
temp = tmp;
}
q->length = 0;
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
return true;
}
//获取队头
bool GetHead(Queue* sq, DateElem* date)
{
if (!date || !sq || IsEmpty(sq))return false;
*date = sq->head->date;
return true;
}主函数测试代码
int main(void)
{
Queue* q = new Queue;
DateElem e = -1;
initQueue(q);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
enterQueue(q, i + 2, i);
}
printf("队列中有%d个元素\n", q->length);
Print(q);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
if (popQueue(q, &e))
{
cout << "出队的元素是：" << e << endl;
}
else
{
cout << "出队失败" << endl;
}
}
cout << "出队后，";
Print(q);
cout << "清空队列后，";
ClearQueue(q);
Print(q);
//清理资源
delete q;
return 0;
}运行结果：文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-737684.html
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