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
世洋Blog37 分钟前
更好的利用ChatGPT进行项目的开发
人工智能·unity·chatgpt
Eiceblue5 小时前
通过 C# 将 HTML 转换为 RTF 富文本格式
开发语言·c#·html
IUGEI5 小时前
synchronized的工作机制是怎样的?深入解析synchronized底层原理
java·开发语言·后端·c#
czhc11400756637 小时前
C# 1124 接收
开发语言·c#
时光追逐者9 小时前
C#/.NET/.NET Core技术前沿周刊 | 第 62 期(2025年11.17-11.23)
c#·.net·.netcore
司铭鸿9 小时前
祖先关系的数学重构:从家谱到算法的思维跃迁
开发语言·数据结构·人工智能·算法·重构·c#·哈希算法
evolution_language9 小时前
Unity场景(Scene)的注意事项和易错点
unity·游戏引擎·scene
宝桥南山12 小时前
.NET 10 - Blazor web assembly应用的一些诊断方式
microsoft·微软·c#·asp.net·.net·.netcore
EQ-雪梨蛋花汤12 小时前
【AI工具】使用 Doubao-Seed-Code 优化 Unity 编辑器插件:从功能实现到界面美化的完整实践
人工智能·unity·编辑器
m0_6265352014 小时前
代码分析
开发语言·c#