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c# priorityqueue如何處理優先級反轉

c#
小樊
81
2024-11-25 07:48:39
欄目: 編程語言

在C#中,PriorityQueue類沒有內置的方法來處理優先級反轉問題。但是,你可以通過維護一個最小堆(min-heap)來實現優先級隊列,并在插入和刪除元素時手動處理優先級反轉問題。

以下是一個簡單的示例,展示了如何在C#中實現一個支持優先級反轉處理的優先級隊列:

using System;
using System.Collections.Generic;

public class PriorityQueue<T> where T : IComparable<T>
{
    private List<T> _elements = new List<T>();

    public void Enqueue(T item, int priority)
    {
        var node = new Node<T>(item, priority);
        int index = _elements.BinarySearch(node, Comparer<Node<T>>.Create((x, y) => x.Priority.CompareTo(y.Priority)));

        if (index < 0)
        {
            index = ~index;
        }

        _elements.Insert(index, node);

        // Rebalance the heap
        while (index > 0 && _elements[(index - 1) / 2].Priority > node.Priority)
        {
            Swap(_elements, index, (index - 1) / 2);
            index = (index - 1) / 2;
        }
    }

    public T Dequeue()
    {
        if (_elements.Count == 0)
        {
            throw new InvalidOperationException("The priority queue is empty.");
        }

        var min = _elements[0];
        _elements[0] = _elements[_elements.Count - 1];
        _elements.RemoveAt(_elements.Count - 1);

        // Rebalance the heap
        int index = 0;
        while (true)
        {
            int leftChildIndex = 2 * index + 1;
            int rightChildIndex = 2 * index + 2;
            int smallestChildIndex = -1;

            if (leftChildIndex < _elements.Count && _elements[leftChildIndex].Priority < _elements[smallestChildIndex].Priority)
            {
                smallestChildIndex = leftChildIndex;
            }

            if (rightChildIndex < _elements.Count && _elements[rightChildIndex].Priority < _elements[smallestChildIndex].Priority)
            {
                smallestChildIndex = rightChildIndex;
            }

            if (smallestChildIndex == -1)
            {
                break;
            }

            Swap(_elements, index, smallestChildIndex);
            index = smallestChildIndex;
        }

        return min;
    }

    private void Swap(List<T> list, int i, int j)
    {
        T temp = list[i];
        list[i] = list[j];
        list[j] = temp;
    }
}

public class Node<T>
{
    public T Item { get; }
    public int Priority { get; }

    public Node(T item, int priority)
    {
        Item = item;
        Priority = priority;
    }
}

在這個示例中,我們定義了一個泛型類PriorityQueue<T>,它接受一個實現了IComparable<T>接口的類型參數。我們使用一個List<T>來存儲元素,并在插入和刪除元素時手動維護堆的平衡。這樣,我們可以確保優先級最高的元素始終位于堆的頂部。

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