数据结构实验报告七—优先队列与堆.doc

问题描述： 假设某医生看病人的顺序是由病人的病情严重程度来决定。护士按照所有病人来医院的时间顺序给病人编号ID，依次为1，2，3，…，n；并且根据病人的病情严重程度设置Priority值，病越重，Priority的值越小。当医生开始工作时，护士根据病人的Priority值，由小到大依次安排病人看病。试为护士编写程序安排病人看病的先后次序。 基本要求： 利用最小值堆实现一个优先队列。 对于优先队列应该支持如下操作：初始化队列的init操作；获得队列中元素个数的size操作；判定队列是否为空的empty操作；获得队列中最优先的元素的值的top操作；向队列中插入一个元素的push操作；删除队列中最优先的元素的pop操作。 利用优先队列存入所有病人的信息（编号和病情严重程度）。最后利用优先队列获得病人看病的次序。 需求分析： 本程序是利用最小值堆实现一个优先队列；然后利用优先队列存入所有病人的信息（编号和病情严重程度）；最后利用优先队列获得病人看病的次序。 2、输入输出格式： 输入格式： 输入：每行两个整数，中间用空格隔开 //输入文件的每一行有两个整数index和value，分别表示病人的ID和Priority 值，病越重，Priority的值越小。最后一行数据以-1 -1 结束，相应的这组数据不应处理。 输出格式： 输出：每行一个数字，与输入的行数相同 //将病人的看病优先序列输出，每个病人的数据占一行，只输出其ID。 3、功能描述： 使得每一个病人都能够公平公正的得到看病的合法次序，为医院解决秩序问题，更好地为病人服务。 4、测试用例 输入： 1 15 2 3 3 5 4 20 5 10 -1 -1 输出： 2 3 5 1 4 注：当输入-1 -1时表示结束，相应的这组数据不应处理。 二、概要设计 ： 抽象数据类型 数据结构类型描述： typedef struct { int id; // 病人的ID编号 int value; // 病人病情的严重程度 }PriorityQueue; 优先队列的基本操作： void Init_Queue() function: 初始化队列 void insert_Queue(PriorityQueue q) function:将元素q插入优先队列中的合适位值 int del_Queue() function：删除队列头的元素，并返回其ID Void Empty_Queue() function：判断队列是否为空队列 算法的基本思想 根据题目要求，优先队列是基于堆的思想来实现的，相应的插入、删除、以及对优先队列的维护都是通过堆的思想来实现的，在实验中我是通过对堆的数组表示后改造为队列的，其本质思想都是相通的，都是基于堆的思想来实现快速的查询工作！ 程序的流程 程序由三个模块组成： （1） 输入模块：输入N行整数，每行两个整数分别表示病人ID和优先权。 （2） 计算模块：利用堆进行相应的插入、删除。 （3） 输出模块：输出N行整数，只输出ID，Priority小的先输出。 三、详细设计 主题思想是通过分块、分步的方法设计的： 1、void Init_Queue() // 初始化队列 2、void insert_Queue(PriorityQueue q) //将元素q插入优先队列中的合适位值 3、int del_Queue() //删除队列头的元素，并返回其ID 4、Void Empty_Queue() //判断队列是否为空队列 5、在main()调用上述函数来实现程序的功能 算法的时空分析 : 此算法效率分析：O(log(n)) 输入和输出的格式 输入格式：输入: 每行输入两个整数，空格隔开//分别表示病人ID和Priority 值 输出格式：输出： 每行输出一个整数 //只输出ID，按照优先权大小进行输出，Priority小的先输出 四、调试分析 略。 五、测试结果 本实验的测试结果截图如下： 分析:当输入-1 -1时输入结束；由运行结果可知，输入前面的数是ID，后面的数是优先权，由输出可知，优先权小的表示病情严重，先行输出，分别得到的ID就为2 3 5 1 4。 六、用户使用说明（可选） 1 、本程序的运行环境为windows 操作系统，执行文件为 www.exe 2 、运行程序时 提示输入数据 并且输入数据然