Unity C# 优先队列

实现了支持泛型的优先队列,解决Unity官方不提供优先队列的问题。

API

属性和字段 解释
size 队列的长度
capacity 队列的容量
IsEmpty 返回队列是否为空
Top 返回队列第一个元素
枚举 解释
PriorityQueueMode.less 最小优先队列
PriorityQueueMode.equal 只会将相等的排在一起
PriorityQueueMode.greator 最大优先队列
函数 功能
Push 入队一个元素
Pop 出队一个元素
Peek 返回第一个元素
Clear 清空队列

示例

cs 复制代码
PriorityQueue<int> priorityQueue = new PriorityQueue<int>((a, b) => {
            if (a < b) return -1;
            else if (a == b) return 0;
            else if (a > b) return 1;
            return 0;
});

priorityQueue.Push(8);
priorityQueue.Push(9);
priorityQueue.Push(3);
priorityQueue.Push(2);
priorityQueue.Push(7);
priorityQueue.Push(5);
priorityQueue.Push(0);

while (!priorityQueue.IsEmpty) {
    Debug.Log(priorityQueue.Top);
    priorityQueue.Pop();
}

实现

cs 复制代码
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System;

namespace YBZ.Algorithm {
    public class PriorityQueue<T> where T : new ()
    {
        public int size;
        public int capacity;
        private T[] elements;

        // 是否为空
        public bool IsEmpty { get => size == 0; }

        /// 返回顶部元素
        public T Top { get => elements[0]; }

        /// 优先队列的模式
        private PriorityQueueMode _comparator;

        public enum PriorityQueueMode {
            less = -1, // 最小优先队列
            equal = 0, // 相等的排在一起
            greater = 1 // 最大优先队列
        }

        /// <summary>
        /// 以CMP(a,b) 为例:
        /// 当a>b时,返回1,表示放右边
        /// 当a==b时,返回0,表示不变
        ///  当a<b时,返回-1,表示放左边
        /// </summary>
        private Func<T,T,int> CMP;
        
        /// <summary>
        /// 构造函数, 必须实现
        /// </summary>
        /// <param name="CMP"></param>
        /// <param name="capacity"></param>
        /// <param name="priorityQueueMode"></param>
        public PriorityQueue(Func<T,T,int> CMP, PriorityQueueMode priorityQueueMode = PriorityQueueMode.less, int capacity = 1) {
            this.CMP = CMP;
            this.size = 0; // 数组索引从0开始
            this.capacity = capacity;
            this.elements = new T[capacity];
            this._comparator = priorityQueueMode;
        }

        /// <summary>
        /// 入队
        /// </summary>
        /// <param name="value"></param>
        public void Push(T value) {
            if (size == capacity) {
                ExpandCapacity();
            }
            elements[size++] = value;

            ShiftUp();
        }

        /// <summary>
        /// 出队
        /// </summary>
        public void Pop() {
            if(size == 0) {
                return;
            }
            size--;
            Swap(ref elements[0], ref elements[size]);

            ShiftDown();
        }

        /// <summary>
        /// 清空队列
        /// </summary>
        public void Clear() {
            size = 0;
        }

        /// <summary>
        /// 返回位于Queue开始处的对象但不将其移除。
        /// </summary>
        /// <returns>返回第一个队列中元素</returns>
        public T Peek() {
            return Top;
        }

        /// <summary>
        /// 扩展队列的容量
        /// </summary>
        private void ExpandCapacity() {
            capacity = Mathf.CeilToInt(capacity * 1.5f);
            T[] temp = new T[capacity];

            for (int i = 0; i < elements.Length; i++) {
                temp[i] = elements[i];
            }
            elements = temp;
        }
        
        // 从下到上 重排序 
        private void ShiftUp() {
            int cur = size - 1 ;
            int parent = ( cur -1 ) >> 2;
            while (cur > 0) 
            {
                if (CMP(elements[cur],elements[parent]) == (int)_comparator) {
                    Swap(ref elements[cur], ref elements[parent]);
                    cur = parent;
                    parent = (cur - 1) >> 2;
                } else break;
            }
        }

        // 从上到下 重排序
        private void ShiftDown() {
            int cur = 0;
            int child = 1;
            while (child < size) {
                if (child + 1 < size && CMP(elements[child +1], elements[child]) == (int)_comparator) {
                    child++;
                }

                if (CMP(elements[child], elements[cur]) == (int)_comparator){

                    Swap(ref elements[child], ref elements[cur]);
                    cur = child;
                    child = cur << 1 + 1;
                } else break;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 交换传入的两个元素
        /// </summary>
        /// <param name="lhs"></param>
        /// <param name="rhs"></param>
        private void Swap(ref T lhs,ref T rhs) {
            T temp = lhs;
            lhs = rhs;
            rhs = temp;
        }

        /// <summary>
        /// 返回队列中的所有元素,对于ToString()函数,值类型会返回值,引用类型会返回数据类型
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override string ToString() {
            string result = "";
            foreach (var v in elements) {
                result += v.ToString();
            }
            return result;
        }
    }
}
相关推荐
用户3721574261356 小时前
C# 实现 Excel 单元格保护:锁定公式并允许编辑指定区域
c#·ai编程·编程语言
17岁的勇气10 小时前
Unity Shader unity文档学习笔记(二十二):shader变体
笔记·学习·unity
公子小六11 小时前
基于.NET的Windows窗体编程之WinForms数据持久化(1)
windows·microsoft·c#·.net·winforms
三雷科技12 小时前
第6章第4节:自定义分词器
开发语言·c#
zhanghaha131413 小时前
C# 系列教程_12 字符串 string 保姆级系统教程(面向新手,大量示例 + 原理讲解)
开发语言·数据库·c#
Coder_Shenshen1 天前
罗克韦尔ACD工程归档离线变量树解析
算法·c#
寂寞的船1 天前
【Unity知识速递】第10期 Unity GC 零分配实战:从 UnityEngine.Pool 到手动 GC 控制的全链路优化
jvm·unity·c#·游戏引擎·lucene
1-1=02 天前
C# 数据结构和特殊类型
数据结构·c#·.net·.netcore
Martina_03212 天前
AI生成3D场景的霓虹灯一开就糊成光团?用6步检查Emissive、Bloom与曝光
人工智能·3d·ai·自然语言处理·游戏引擎·材质·贴图
波力海苔夹心脆6753 天前
C# WPF 资源字典详解:ResourceDictionary、MergedDictionaries 与自定义控件案例
开发语言·c#·wpf·入门教程·resource·资源字典