Python实现优先队列

Python有队列类Queue，为啥就不提供个PriorityQueue类呢？

写优先队列也是在写爬虫的时候想到的，当时没想用PageRank算法（最终也没用），就直接用优先队列来放URL，但是发现Python没有优先队列。

网上我看到一哥们用Python的bisect包来实现优先队列的

具体的网址：http://www.kgblog.net/2009/04/25/pythonSpider.html

我们就来分析下他的优先队列算法复杂度吧，这仅仅是学术探讨，没有任何别的意思。

首先在元素插入队列的时候，bisect的原理是用二分来搜索需要插入的位置，然后将后面的元素平移一个位置，将该位置空出来给需要插入的元素

看bisect包的源码：

def insort_right(a, x, lo=0, hi=None):
"""Insert item x in list a, and keep it sorted assuming a is sorted.

If x is already in a, insert it to the right of the rightmost x.

Optional args lo (default 0) and hi (default len(a)) bound the
slice of a to be searched.
"""

if lo < 0:
raise ValueError('lo must be non-negative')
if hi is None:
hi = len(a)
while lo < hi:
mid = (lo+hi)//2
if x < a[mid]: hi = mid
else: lo = mid+1
a.insert(lo, x)

insort = insort_right

具体我不知道Python的list是怎么个机制来平移的，但怎么平移又要保证大小的顺序不变，那么复杂度也是O(n)吧。

再次，当我们需要pop出一个元素的时候同样他的方法是直接用list.pop(item)，这样也需要list自己来平移元素位置，复杂度也是O(n)

而实际上C++ STL中的优先队列的插入和删除的复杂度是O(logn)

对于Python list的机制我不了解，如果和C++中的数组平移是一样的话，那么这种优先队列的方法是不可取的。

那么就需要自己写堆了，说白了就是堆的Insert和Adjust两个函数就搞定了

需要说明的是：此代码中我没有使用list[0]这个位置，这样再写代码的时候比较直观，我是这样认为的，大家可以把root=0和root=1的两种堆画一画就知道我说的了（子节点）

#-*-coding:utf-8-*-
"""
class PriorityQueue:
"""

class PriorityQueue:
def __init__(self):
self.queue = []
self.length = 0
self.queue.insert(0, self.length)

#队列中元素的个数
def count(self):
return self.length

#判断队列是否为空
def empty(self):
if self.count() == 0:
return True
else :
return False

#取队列首元素，但是此时没有删除该元素
def top(self):
return self.queue[1]

#删除队首元素
def pop(self):
bEmpty = self.empty()
if bEmpty == False:
self.queue[1] = self.queue[self.length]
self.length -= 1
self._adjust()

#插入一个元素
def push(self,item):
self.length += 1
self.queue.insert(self.length, item)

#插入元素后对堆进行调整，使其满足最大顶堆的性质
i = self.length
while i >= 2 and self.queue[i][1] > self.queue[i/2][1]:
self.queue[i] , self.queue[i/2] = self.queue[i/2] , self.queue[i]
i = i / 2

#堆的调整函数
def _adjust(self):
root = 1
j = root << 1
temp = self.queue[root]
while j <= self.length:
if j < self.length and self.queue[j][1] < self.queue[j+1][1]:
j += 1
if self.queue[j] <= temp:
break
self.queue[j],self.queue[root] = self.queue[root],self.queue[j]
root = j
j = j << 1

self.queue[root] = temp

if __name__ == '__main__':
pq = PriorityQueue()
pq.push(15)
pq.push(8)
pq.push(9)
pq.push(3)
pq.push(7)
pq.push(6)
print pq.queue
while pq.empty() == False:
print "Value = ",pq.top()
print pq.queue,pq.length
pq.pop()

代码我自己验证过了，应该是没有问题的