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
tealcwu3 小时前
【Unity小技巧】如何将3D场景转换成2D场景
3d·unity·游戏引擎
全栈陈序员5 小时前
用Rust和Bevy打造2D平台游戏原型
开发语言·rust·游戏引擎·游戏程序
葛小白16 小时前
C#进阶13:C#全局路径规划算法_A*
c#·路径规划算法·astar算法
鹿野素材屋7 小时前
Unity模型中人形角色的嘴巴一直开着怎么办
unity
时光追逐者9 小时前
C#/.NET/.NET Core技术前沿周刊 | 第 61 期(2025年11.10-11.16)
c#·.net·.netcore
世洋Blog11 小时前
Unity面经-List底层原理、如何基于数组、如何扩容、List存储泛型、List有关在内存中的结构
unity·面试·c#·list
PfCoder12 小时前
C# async / await 用法以及和Task的关系
c#·多线程·winform·async、await
唐青枫16 小时前
.NET Web 应用 Linux 部署全指南:从环境搭建到生产上线
c#·.net