C#でのPriority Queue(優先キュー)実装
.NETのC#にはPriorityQueueがなくて困るので自作してみた。
二分ヒープを使った実装で、ほとんど蟻本のソースコードそのまま。ただし、次の拡張を行っている。
- ジェネリック型に対応
- 昇順、降順の指定可
- カスタムIComparerを指定可
- Peek()、Count()、Clear()、ToArray()を追加
平衡二分木への操作で、計算量はPushがO(logN)、PeekがO(1)。Clear()が実装上の都合でO(logN)になっている。
Linqは対応していないので、使いたい場合はToArray()で配列化する。
Githubはこちら。
https://github.com/yambe2002/topcoder_template/blob/master/MyLibrary.cs
public class PriorityQueue<T> where T: IComparable { private IComparer<T> _comparer = null; private int _type = 0; private T[] _heap; private int _sz = 0; private int _count = 0; /// <summary> /// Priority Queue with custom comparer /// </summary> public PriorityQueue(int maxSize, IComparer<T> comparer) { _heap = new T[maxSize]; _comparer = comparer; } /// <summary> /// Priority queue /// </summary> /// <param name="maxSize">max size</param> /// <param name="type">0: asc, 1:desc</param> public PriorityQueue(int maxSize, int type = 0) { _heap = new T[maxSize]; _type = type; } private int Compare(T x, T y) { if (_comparer != null) return _comparer.Compare(x, y); return _type == 0 ? x.CompareTo(y) : y.CompareTo(x); } public void Push(T x) { _count++; //node number var i = _sz++; while (i > 0) { //parent node number var p = (i - 1) / 2; if (Compare(_heap[p], x) <= 0) break; _heap[i] = _heap[p]; i = p; } _heap[i] = x; } public T Pop() { _count--; T ret = _heap[0]; T x = _heap[--_sz]; int i = 0; while (i * 2 + 1 < _sz) { //children int a = i * 2 + 1; int b = i * 2 + 2; if (b < _sz && Compare(_heap[b], _heap[a]) < 0) a = b; if (Compare(_heap[a], x) >= 0) break; _heap[i] = _heap[a]; i = a; } _heap[i] = x; return ret; } public int Count() { return _count; } public T Peek() { return _heap[0]; } public bool Contains(T x) { for (int i = 0; i < _sz; i++) if (x.Equals(_heap[i])) return true; return false; } public void Clear() { while (this.Count() > 0) this.Pop(); } public IEnumerator<T> GetEnumerator() { var ret = new List<T>(); while (this.Count() > 0) { ret.Add(this.Pop()); } foreach (var r in ret) { this.Push(r); yield return r; } } public T[] ToArray() { T[] array = new T[_sz]; int i = 0; foreach (var r in this) { array[i++] = r; } return array; } }