优先级队列

**优先级队列**

优先级队列是一种特殊的数据结构，它允许我们存储和管理具有不同优先级的元素。这种数据结构在许多实际应用中非常有用，例如任务调度、资源分配等。

###什么是优先级队列优先级队列是一种基于堆的数据结构，它遵循以下规则：

* 每个元素都有一个关联的优先级。
* 在队列中，具有更高优先级的元素总是在最前面。

###优先级队列的实现我们可以使用二叉堆来实现优先级队列。二叉堆是一种特殊的二叉树，它满足以下条件：

* 每个节点都有一个关联的值。
* 对于任何父节点和子节点，父节点的值总是大于或等于子节点的值。

###优先级队列的基本操作优先级队列支持以下基本操作：

* **插入**: 将新元素添加到队列中。
* **删除**: 移除最前面的元素（具有最高优先级）。
* **获取最前面元素**: 返回最前面的元素（具有最高优先级），但不移除它。

###优先级队列的实现代码我们可以使用以下 Python代码来实现优先级队列：

import heapqclass PriorityQueue:
 def __init__(self):
 self._queue = []
 self._index =0 def push(self, item, priority):
 """Insert an element into the queue."""
 # Use a tuple to store the priority and index of each item heapq.heappush(self._queue, (-priority, self._index, item))
 self._index +=1 def pop(self):
 """Remove and return the most front element (with highest priority)."""
 if not self.is_empty():
 return heapq.heappop(self._queue)[-1]
 else:
 raise IndexError("Priority queue is empty")

 def get_front_element(self):
 """Return the most front element (with highest priority) without removing it."""
 if not self.is_empty():
 return self._queue[0][-1]
 else:
 raise IndexError("Priority queue is empty")

 def is_empty(self):
 """Check whether the queue is empty."""
 return len(self._queue) ==0# Example usagepq = PriorityQueue()
pq.push("Task A",3)
pq.push("Task B",2)
pq.push("Task C",1)

print(pq.get_front_element()) # Output: Task C (with highest priority)
print(pq.pop()) # Output: Task C (removed from queue)
print(pq.get_front_element()) # Output: Task A