基于链表的优先队列
Posted
技术标签:
【中文标题】基于链表的优先队列【英文标题】：Priority Queue based on Link List 【发布时间】：2021-03-31 20:30:08 【问题描述】：方法,,add_by_priority”给我分段错误，我知道问题出现在,,get_prio”方法中。我试图解决它或搜索它是否可以在其他任何地方工作，例如在 ,,if" 语句之外它编译得很好。另外我不知道我是否正确地完成了优先级插入的整个算法（尤其是 while 之后的 2 行循环）
#ifndef SNODE_H
#define SNODE_H
#include <iostream>
template<typename TYPE>
class SNode
private:
TYPE _elem; //value of element
SNode<TYPE>* _next_elem; //connection to next node
int _prio; //priority
public:
SNode();
SNode(const TYPE & elem, const SNode<TYPE>* next_elem, const int prio);
TYPE &get_elem();
SNode<TYPE>* get_next_elem();
int &get_prio();
void set_elem(const TYPE & elem);
void set_next_elem(SNode<TYPE>& next_elem);
void set_priority(const int & prio);
bool operator<(SNode<TYPE> & Node);
bool operator>(SNode<TYPE> & Node);
;
#endif
#ifndef LINKED_LIST
#define LINKED_LIST
#include <iostream>
#include "SNode.h"
template<typename TYPE>
class LinkedList
private:
SNode<TYPE>* head;
public:
LinkedList(); //konstruktor bezparametryczny
void add_by_priority(const TYPE& Node, const int &prio);
void removeFront();
void addFront(const TYPE& Node, const int &prio);
const TYPE & front() const;
bool empty() const;
void print();
;
#include "SNode.h"
template<typename TYPE>
SNode<TYPE>::SNode()
template<typename TYPE>
SNode<TYPE>::SNode(const TYPE & elem, const SNode<TYPE>* next_elem, const int prio)
_elem=elem;
next_elem= NULL;
_prio = prio;
template<typename TYPE>
TYPE &SNode<TYPE>::get_elem()
return _elem;
template<typename TYPE>
SNode<TYPE>* SNode<TYPE>::get_next_elem()
return _next_elem;
template<typename TYPE>
int &SNode<TYPE>::get_prio()
return _prio;
template<typename TYPE>
void SNode<TYPE>::set_elem(const TYPE & elem)
_elem=elem;
template<typename TYPE>
void SNode<TYPE>::set_next_elem( SNode<TYPE>& next_elem)
_next_elem = &next_elem;
template<typename TYPE>
void SNode<TYPE>::set_priority(const int & prio)
_prio = prio;
template<typename TYPE>
bool SNode<TYPE>::operator<(SNode<TYPE> & Node)
if((*this).get_prio() > Node.get_prio())
return true;
return false;
template<typename TYPE>
bool SNode<TYPE>::operator>(SNode<TYPE> & Node)
return !(*this<Node);
#include <iostream>
#include "LinkedList.h"
//inicjuje obiekt ktory nie poakzuje na nic (NULL)
template<typename TYPE>
LinkedList<TYPE>::LinkedList()
head = nullptr;
//zwraca 1 element listy
template<typename TYPE>
const TYPE & LinkedList<TYPE>::front() const
return head->get_elem();
template<typename TYPE>
void LinkedList<TYPE>::addFront(const TYPE& Node, const int &prio)
SNode<TYPE>* temp = new SNode<TYPE>; //tworzymy nowa zmienna do, ktorej przypiszemy wartosc podanego argumentu
temp->set_elem(Node); //podpisujemy wartosc
temp->set_priority(prio); //podpisujemy priority
temp->set_next_elem(*head); //podpisuje pod adres aktualnego poczatku
head = temp; //nowa inicjalizacja poczatku temp staje sie head
template<typename TYPE>
void LinkedList<TYPE>::removeFront()
SNode<TYPE>* temp = head; //tworzymy zmienna ktora pokazuje na head zeby nie zgubic pamieci head
head = head->get_next_elem(); //przestawiamy head na nastepny element
delete temp; //usuwamy pamiec ktora byla pod head
template<typename TYPE>
void LinkedList<TYPE>::print()
SNode<TYPE>* tmp = head; //podpisanie zmiennej pod wartosc i adres head(by od pcozatku printowac liste)
while(tmp->get_next_elem() !=nullptr ) //jesli lista nie jest pusta
std::cout << tmp->get_elem() << std::endl; //print wartosc pod adresem tmp
tmp = tmp->get_next_elem(); //przestaw na kolejne miejsce
std::cout << tmp->get_elem() <<std::endl;
template<typename TYPE>
bool LinkedList<TYPE>::empty() const
if(head == nullptr) //jesli head nie pokazuje na NULL true
return true;
else
return false; //jesli head jest NULL to nie ma elementow bo nic na nic nie pokazuje
template<typename TYPE>
void LinkedList<TYPE>::add_by_priority(const TYPE& Node, const int &prio)
SNode<TYPE>* start_temp; //zmienna pomocnicza by wyszukac odpowiednie miejsce
SNode<TYPE>* temp = new SNode<TYPE>;
start_temp = head; //ustaw zmienna na head (poczatek listy)
temp->set_elem(Node); //podpisujemy wartosc
temp->set_priority(prio); //podpisujemy priority
if(prio < head->get_prio() || head == nullptr) //jesli head ma wiekszy prio niz nowe podane prio lub lista jest puste
temp->set_next_elem(*head); // pod temp podpisz head
head = temp; //temp staje sie head (wstawienie Node) utworzenie i wstawienie nowego node z wyzszym priorytetem
else
while(start_temp->get_next_elem() != nullptr && start_temp->get_next_elem()->get_prio() < prio) //rob dopoki nie skonczy sie lista
//lub znajdzie priorytet wiekszy od obecnego
start_temp = start_temp->get_next_elem(); //przejdz na kolejny element listy
temp->set_next_elem(*start_temp->get_next_elem()); //wez nastepny element(petla zakonczyla sie element wczesniej)
start_temp->set_next_elem(*temp); //ustawia nowy node w poprawnie wybranym miejscu
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <string.h>
#include "LinkedList.cpp"
#include "SNode.h"
/*
template<typename TYPE>
struct Mess_prio
int _key;
TYPE _mess;
;
*/
int main()
int value,size,prio;
LinkedList<int> list;
std::cout << " Pass list size: " <<std::endl;
std::cin >> size;
std::cout << std::endl;
for(int i=0; i<size; i++)
std::cout << "Enter the value: " << std::endl;
std::cin >> value;
std::cout << std::endl;
std::cout << "Enter the priority: " << std::endl;
std::cin >> prio;
std::cout << std::endl;
list.add_by_priority(value,prio);
list.print();
【问题讨论】：
永远不要包含 cpp 文件。此外，作为模板类，所有LinkedList 代码都需要存在于头文件中。请更好地格式化您的代码。缩进非常不一致。您可以使用 clang-format 之类的工具为您自动格式化。
@77jt777 您可能想阅读Why can templates only be implemented in the header file?。另外，请尽量减少代码量到minimal reproducible example。
【参考方案1】：
您的代码中有几个错误：
// OP CODE
template<typename TYPE>
SNode<TYPE>::SNode()
不初始化 _next_elem，使其处于无效状态。在此构造函数运行后，它不一定为 null。
// OP CODE
template<typename TYPE>
SNode<TYPE>::SNode(const TYPE & elem, const SNode<TYPE>* next_elem, const int prio)
_elem=elem;
next_elem= NULL;
_prio = prio;
在这里你做设置它为null，但你设置的是函数参数，而不是成员，你从来没有从函数参数中读取。 _next_elem 在此构造函数之后也未初始化。
// OP CODE
template<typename TYPE>
void SNode<TYPE>::set_next_elem( SNode<TYPE>& next_elem)
_next_elem = &next_elem;
在这里，您存储了一个对象的地址，您只知道在调用该函数时它还活着。没有简单的方法来检测提供的 next_elem 的生命周期是否已经结束，并且您的指针悬空。但假设这是一种可能性。
// OP CODE
template<typename TYPE>
bool SNode<TYPE>::operator<(SNode<TYPE> & Node)
if((*this).get_prio() > Node.get_prio())
return true;
return false;
一个更“自然”的写法是：
// suggestion
template<typename TYPE>
bool SNode<TYPE>::operator<(SNode<TYPE> & Node)
return this->get_prio() > Node.get_prio();
LinkedList 代码中的另一个问题
// OP CODE
template<typename TYPE>
LinkedList<TYPE>::LinkedList()
head = nullptr;
// OP CODE
template<typename TYPE>
void LinkedList<TYPE>::addFront(const TYPE& Node, const int &prio)
...
temp->set_next_elem(*head);
这里，如果你创建一个 LinkedList，head 是 nullptr，但是如果你尝试在这个列表上 addFront，突然你取消引用 null。
我停在这里。请注意您的地址、指针、生命周期等。
【讨论】：
@sweenish 它是从 OP 剪切和粘贴的 我明白了。在纠正他们的代码时，我有两种想法。鉴于您提出的那种批评，我认为值得纠正他们的代码；他们需要教训。不过，我会说，我并没有对此表示反对。如果我要投反对票，那是因为我认为这个答案不完整。我正在考虑贡献我自己的一个，但 OP 选择了你的并且不太可能重新访问。我的会忽略链表并更多地谈论更好地分离关注点。 @sweenish 我看到了你的困惑。格式将我对 operator以上是关于基于链表的优先队列的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章