C# 中的优先队列(Priority Queue)

Posted by Yun on Thu, Feb 2, 2023

在刷 LeetCode 等题库的时候,我们经常遇到使用堆(Heap)的情况,在 C++ 中可以直接使用 STL 的实现,在 Java 中可以使用 Priority Queue,但是在 C# 10之前的版本并不直接提供这样的实现

P.S. 在 C# 10 中,新增加了优先队列的官方实现,详见 PriorityQueue<TElement,TPriority> 类

一种可行的解决办法 (适用于 C# Version < 10)

C# 集合类的思想和 C++、Java 并不一致(提供尽可能多的集合类以满足需求),C# 只提供基础的通用集合类。

所以如果想要在 C# 中使用 Heap/Priority Queue,要么使用第三方库实现,要么自己基于 SortedList、SortedSet、SortedDictionary 构造一个功能类似的(或者直接去用 C++ 或者 Java 吧)。

至少在 C# 9.0 中还未提供,不确定将来的 C# 是否会提供 Priority Queue

下面附上一种基于 SortedList 构建的 Priority Queue:

 1public class PriorityQueue<T> where T : IComparable<T> {
 2    private SortedList<T, int> list = new SortedList<T, int>();
 3    private int count = 0;
 4
 5    public void Add(T item) {
 6        if (list.ContainsKey(item)) list[item]++;
 7        else list.Add(item, 1);
 8
 9        count++;
10    }
11
12    public T PopFirst() {
13        if (Size() == 0) return default(T);
14        T result = list.Keys[0];
15        if (--list[result] == 0)
16            list.RemoveAt(0);
17
18        count--;
19        return result;
20    }
21
22    public T PopLast() {
23        if (Size() == 0) return default(T);
24        int index = list.Count - 1;
25        T result = list.Keys[index];
26        if (--list[result] == 0)
27            list.RemoveAt(index);
28
29        count--;
30        return result;
31    }
32
33    public int Size() {
34        return count;
35    }
36
37    public T PeekFirst() {
38        if (Size() == 0) return default(T);
39        return list.Keys[0];
40    }
41
42    public T PeekLast() {
43        if (Size() == 0) return default(T);
44        int index = list.Count - 1;
45        return list.Keys[index];
46    }
47}

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