如何迭代优先队列？答案

【问题标题】：How to iterate over a Priority Queue?如何迭代优先队列？
【发布时间】：2014-09-13 13:57:04
【问题描述】：

我正在尝试在 Python 中实现 Uniform-cost search，为此，我需要一个优先级队列，我正在使用标准库中的 queue.py。但是，算法的最后会检查队列中是否有任何成本更高的路径。如果它不可迭代，我如何检查我的队列中是否有任何给定值？

【问题讨论】：

我建议使用简单的list 和heapq 编写自己的优先级队列。没那么糟糕。请参阅 heapq 文档中的 implementation notes。
@roippi 这正是queue.PriorityQueue 的实现方式:)

标签： python search

【解决方案1】：

queue.PriorityQueue 实际上是使用list 实现的，put/get 方法使用heapq.heappush/heapq.heappop 来维持list 内部的优先顺序。因此，如果您愿意，您可以遍历内部列表，该列表包含在 queue 属性中：

>>> from queue import PriorityQueue
>>> q = PriorityQueue()
>>> q.put((5, "a"))
>>> q.put((3, "b"))
>>> q.put((25, "c"))
>>> q.put((2, "d"))
>>> print(q.queue)
[(2, 'd'), (3, 'b'), (25, 'c'), (5, 'a')]

【讨论】：

第一行应该是：from Queue import PriorityQueue。注意大写 Q。
@SushilVerma 是的，对于 Python 2。在 Python 3.x 中，它是小写的 q。
正如我的好朋友 T. Payne 在他的一个视频中展示的那样： ` try: import queue as Queue except: import Queue 两者都适用

【解决方案2】：

PriorityQueue 实现为binary heap，在python 中使用list（数组）实现。要遍历队列，您需要了解有关子项在列表中的存储位置的规则。

规则是所有节点都有两个孩子，除非它们是最后一个有孩子的节点，在这种情况下他们可能有一个孩子。出现在最后一个有子节点之后的所有节点都将有零个子节点（duh）。

节点的子节点相对于节点在列表中的位置进行存储。其中i 是列表中节点的索引，那么它的子节点存储在：

2 * i + 1
2 * i + 2

但是，堆的唯一要求是节点的所有子节点的值都大于或等于节点的值（或大于取决于实现）。

例如，在上面链接的关于二进制堆的 wiki 页面中，您会找到以下图像。队列中的第一项是根。很明显。第二项是根的孩子中较大的一个。但是，第三项可以是根节点的剩余节点，也可以是队列中第二个节点的任何一个子节点。也就是说，队列中的第三个项目 (25) 可能与 19 或 1 处于相同位置。

因此，要遍历队列，您需要跟踪所有当前“可查看”的节点。例如：

def iter_priority_queue(queue):

    if queue.empty():
        return

    q = queue.queue
    next_indices = [0]
    while next_indices:
        min_index = min(next_indices, key=q.__getitem__)
        yield q[min_index]
        next_indices.remove(mix_index)
        if 2 * min_index + 1 < len(q):
            next_indices.append(2 * min_index + 1)
        if 2 * min_index + 2 < len(q):
            next_indices.append(2 * min_index + 2)

如果您觉得懒惰，该方法可以猴子修补到queue.PriorityQueue，但我鼓励您使用heapq 模块实现自己的优先队列类，因为PriorityQueue 带有很多多余的功能（主要是线程安全的，几乎可以肯定不需要）。需要注意的是，上述方法不是线程安全的。如果另一个线程在迭代时修改了队列，那么上述方法将开始产生错误的数字，如果幸运的话，它可能会产生异常。

【讨论】：

【解决方案3】：

除非您需要queue.queue 提供的线程安全，因为它主要用作线程安全作业队列而不是通用队列，否则您最好直接使用collections.deque，因为它们是可迭代的。

【讨论】：

但如何将其用作 PriorityQueue？