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PHP 優(yōu)先級隊(duì)列：SplPriorityQueue

趙春朋 / 3244人閱讀

摘要：迭代的話會(huì)刪除隊(duì)列元素指針始終指向所以沒什么意義出隊(duì)出隊(duì)更為友好，即始終返回優(yōu)先級最高的元素，優(yōu)先級相投時(shí)會(huì)以堆調(diào)整的特性返回?cái)?shù)據(jù)。自定義優(yōu)先級處理方式重寫方法定義自己的優(yōu)先級處理機(jī)制。高優(yōu)先級優(yōu)先低優(yōu)先級優(yōu)先

PHP 的 SPL 庫內(nèi)置了 SplPriorityQueue優(yōu)先級隊(duì)列，并且是以Heap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，默認(rèn)為MaxHeap模式，即priority越大越優(yōu)先出隊(duì)，同時(shí)可以通過重寫compare方法來使用MinHeap（優(yōu)先級越低越優(yōu)先出隊(duì)，場景貌似很少吧）。

SplPriorityQueue 堆特性

這里需要注意并理解：SplPriorityQueue是以堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)我們出隊(duì)時(shí)會(huì)拿出堆頂的元素，此時(shí)堆的特性被破壞，堆會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整至穩(wěn)定態(tài)(MaxHeap or MinHeap)，即會(huì)將最后一個(gè)元素替換到堆頂，然后進(jìn)行穩(wěn)定態(tài)驗(yàn)證，不符合堆特性則繼續(xù)調(diào)整，或者我們就得到了一個(gè)穩(wěn)定態(tài)的堆，所以當(dāng)優(yōu)先級相同，出隊(duì)順序并不會(huì)按照入隊(duì)順序。

源碼示例：

setExtractFlags(SplPriorityQueue::EXTR_DATA);
$splPriorityQueue->insert("task1", 1);
$splPriorityQueue->insert("task2", 1);
$splPriorityQueue->insert("task3", 1);
$splPriorityQueue->insert("task4", 1);
$splPriorityQueue->insert("task5", 1);

echo $splPriorityQueue->extract() . PHP_EOL;
echo $splPriorityQueue->extract() . PHP_EOL;
echo $splPriorityQueue->extract() . PHP_EOL;
echo $splPriorityQueue->extract() . PHP_EOL;
echo $splPriorityQueue->extract() . PHP_EOL;

//執(zhí)行結(jié)果
task1
task5
task4
task3
task2

可以看到，雖然 5 個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級相同，但隊(duì)列并沒有按照入隊(duì)順序返回?cái)?shù)據(jù)，因?yàn)?b>堆的特性使然：
1、入隊(duì) task1, task2, task3, task4, task5，因?yàn)閮?yōu)先級相同，所以堆一直處于穩(wěn)定態(tài)。
2、出隊(duì)，得 task1，堆先將結(jié)構(gòu)調(diào)整為 task5, task2, task3, task4，已然達(dá)到了穩(wěn)定態(tài)。
3、出隊(duì)，得 task5，堆先將結(jié)構(gòu)調(diào)整為 task4, task2, task3，已然達(dá)到了穩(wěn)定態(tài)。
4、出隊(duì)，得 task4，堆先將結(jié)構(gòu)調(diào)整為 task3, task2，已然達(dá)到了穩(wěn)定態(tài)。
5、出隊(duì)，得 task3，堆先將結(jié)構(gòu)調(diào)整為 task2，已然達(dá)到了穩(wěn)定態(tài)。
4、出隊(duì)，得 task2。

Iterator, Countable

SplPriorityQueue實(shí)現(xiàn)了 Iterator, Countable接口，所以我們可以foreach/count函數(shù)操作它，或者使用rewind,valid,current,next/count方法。

注意，因?yàn)槭?b>堆實(shí)現(xiàn)，所以rewind方法是一個(gè)no-op沒有什作用的操作，因?yàn)?b>頭指針始終指向堆頂，即current始終等于top，不像List只是游走指針，出隊(duì)是會(huì)刪除堆元素的，extract = current + next（current出隊(duì)，從堆中刪除）。

insert("task1", 1);
$splPriorityQueue->insert("task2", 2);
$splPriorityQueue->insert("task3", 1);
$splPriorityQueue->insert("task4", 4);
$splPriorityQueue->insert("task5", 5);

echo "Countable： " . count($splPriorityQueue) . PHP_EOL;

// 迭代的話會(huì)刪除隊(duì)列元素 current 指針始終指向 top 所以 rewind 沒什么意義
for ($splPriorityQueue->rewind(); $splPriorityQueue->valid();$splPriorityQueue->next()) { 
    var_dump($splPriorityQueue->current());
    var_dump($splPriorityQueue->count());
    $splPriorityQueue->rewind();
}

var_dump("is empty:" . $splPriorityQueue->isEmpty());
Extract出隊(duì)

extract 出隊(duì)更為友好，即始終返回優(yōu)先級最高的元素，優(yōu)先級相投時(shí)會(huì)以堆調(diào)整的特性返回?cái)?shù)據(jù)。

insert("task1", 1);
$splPriorityQueue->insert("task2", 2);
$splPriorityQueue->insert("task3", 1);
$splPriorityQueue->insert("task4", 4);
$splPriorityQueue->insert("task5", 5);

echo "Countable： " . count($splPriorityQueue) . PHP_EOL;

while (! $splPriorityQueue->isEmpty()) {
    var_dump($splPriorityQueue->extract());
    echo $splPriorityQueue->count() . PHP_EOL;
}
自定義優(yōu)先級處理方式

重寫compare方法定義自己的優(yōu)先級處理機(jī)制。

setExtractFlags(SplPriorityQueue::EXTR_BOTH);
$splPriorityQueue->insert("task1", 1);
$splPriorityQueue->insert("task2", 2);
$splPriorityQueue->insert("task3", 1);
$splPriorityQueue->insert("task4", 4);
$splPriorityQueue->insert("task5", 5);
 
echo "Countable： " . count($splPriorityQueue) . PHP_EOL;

while (!$splPriorityQueue->isEmpty()) {
    var_dump($splPriorityQueue->extract());
}

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