EINI-I Einführung in die Informatik für Naturwissenschaftler und Ingenieure I Kapitel 11 Claudio Moraga, Gisbert Dittrich FBI Unido

Kap 11: PrioritätswarteschlangeVorl EINI-I" Gliederung Kapitel 11 Situation Operationen Realisierung über Feld(/verkettete Liste) Laufzeitanalyse (grob) Genauere Analyse

Kap 11: PrioritätswarteschlangeVorl EINI-I" Situation Habe auf einem Prozessor eine Menge wartender Aufträge Jedem Auftrag ist eine Priorität durch eine Rangnummer zugeordnet, –Je niedriger die Rangnummer, desto höher die Priorität Der Auftrag mit der höchsten Priorität wird zuerst abgearbeitet –, also der mit der kleinsten Rangnummer Die Anzahl der Aufträge ist nach oben begrenzt.

Kap 11: PrioritätswarteschlangeVorl EINI-I" Operationen Initialisierung der Struktur Einfügen eines Auftrags (nach der Rangnummer) Entfernen -(bearbeiten)- eines Auftrags Zudem: Inspektion des nächsten Auftrags Überprüfung der PWS: voll? leer? Drucken der Kollektion Abstrakt formulierte Operationen: wenn man ihre Signatur kennt, kann man eine solche Prioritätswarteschlange benutzen.

Kap 11: PrioritätswarteschlangeVorl EINI-I" Realisierung über Feld Realisierungsmöglichkeit 1: geordnetes Feld, so daß –einer der Aufträge mit der kleinsten Rangnummer am Anfang steht; –merke mir die Anzahl der aktuellen Aufträge.

Kap 11: PrioritätswarteschlangeVorl EINI-I" Realisierung über Feld Realisierung der Operationen: –Initialisierung der Struktur: unmittelbar klar –Einfügen eines Auftrags: Sortiere den Auftrag entsprechend der Ordnung in das Feld ein –Entfernen eines Auftrags: Entferne den (ersten) Auftrag, schiebe den Rest zusammen –Inspektion des nächsten Auftrags: Betrachte das erste Element –Überprüfung: voll? leer? unmittelbar klar –Drucken der Kollektion: unmittelbar klar.

Kap 11: PrioritätswarteschlangeVorl EINI-I" Laufzeitanalyse Sieht doch ganz gut aus. Wo ist das Problem? Das Problem liegt in der Laufzeit, d.h. der Anzahl der Operationen: –Kosten der Operationen bei n Elementen: Einfügen eines Auftrags: –Sortiere den Auftrag entsprechend der Ordnung in das Feld ein (n Operationen) Entfernung eines Auftrags: –Entferne den Auftrag, schiebe den Rest zusammen (n Operationen) Argumentation bei Implementation durch verkettete Listen: analog für das Einfügen

Kap 11: PrioritätswarteschlangeVorl EINI-I" Genauere Analyse Beobachtungen: –Ich möchte stets nur Zugriff auf das kleinste Element haben –Die Sortierung befaßt sich jedoch mit allen Elementen des Feldes Konsequenz: –Versuche, das kleinste Element stets parat zu haben, ohne alle Elemente zu sortieren. Suche in einer unsortierten Kollektion: –ebenfalls n Operationen im schlechtesten Fall! --> Andere Datenstruktur: Heap