Create priority_queue.lua

lib/utils/priority_queue.lua

@@ -0,0 +1,106 @@
+---@class PriorityQueue
+---@field private data any[]                   # внутренний массив-куча (индексация с 1)
+---@field private cmp fun(a:any, b:any):boolean  # компаратор: true, если a выше по приоритету, чем b
+local PriorityQueue = {}
+PriorityQueue.__index = PriorityQueue
+
+---Создать очередь с приоритетом.
+---@param cmp fun(a:any, b:any):boolean|nil  # если nil, используется a < b (мин-куча)
+---@return PriorityQueue
+function PriorityQueue.new(cmp)
+    local self = setmetatable({}, PriorityQueue)
+    self.data = {}
+    self.cmp = cmp or function(a, b) return a < b end
+    return self
+end
+
+-- ===== Внутренние утилиты =====
+
+---@param i integer @индекс узла
+---@param j integer @индекс узла
+function PriorityQueue:_swap(i, j)
+    self.data[i], self.data[j] = self.data[j], self.data[i]
+end
+
+---@param i integer
+function PriorityQueue:_sift_up(i)
+    while i > 1 do
+        local p = math.floor(i / 2)
+        if self.cmp(self.data[i], self.data[p]) then
+            self:_swap(i, p)
+            i = p
+        else
+            break
+        end
+    end
+end
+
+---@param i integer
+function PriorityQueue:_sift_down(i)
+    local n = #self.data
+    while true do
+        local l, r = i * 2, i * 2 + 1
+        local best = i
+
+        if l <= n and self.cmp(self.data[l], self.data[best]) then
+            best = l
+        end
+        if r <= n and self.cmp(self.data[r], self.data[best]) then
+            best = r
+        end
+
+        if best ~= i then
+            self:_swap(i, best)
+            i = best
+        else
+            break
+        end
+    end
+end
+
+-- ===== Публичный API =====
+
+---Вставка элемента.
+---@param x any
+function PriorityQueue:insert(x)
+    table.insert(self.data, x)
+    self:_sift_up(#self.data)
+end
+
+---Посмотреть первый элемент без удаления.
+---@return any|nil
+function PriorityQueue:peek()
+    return self.data[1]
+end
+
+---Извлечь первый элемент (корень кучи).
+---@return any|nil
+function PriorityQueue:pop()
+    local n = #self.data
+    if n == 0 then return nil end
+
+    local top = self.data[1]
+    local last = self.data[n]
+    self.data[n] = nil
+
+    if n > 1 then
+        self.data[1] = last
+        self:_sift_down(1)
+    end
+
+    return top
+end
+
+---Текущее количество элементов.
+---@return integer
+function PriorityQueue:size()
+    return #self.data
+end
+
+---Пуста ли очередь.
+---@return boolean
+function PriorityQueue:is_empty()
+    return #self.data == 0
+end
+
+return PriorityQueue