一、优先队列介绍
优先队列容器与队列一样,只能从队尾插入元素,从队首删除元素。但是它有一个特性,就是队列中最大的元素总是位于队首,所以出队时,并非按照先进先出的原则进行,而是将当前队列中最大的元素出队。这点类似于给队列里的元素进行了由大到小的顺序排序。元素的比较规则默认按元素值由大到小排序,可以重载“<”操作符来重新定义比较规则。
优先级队列可以用向量(vector)或双向队列(deque)来实现(注意list container不能用来实现queue,因为list的迭代器不是任意存取iterator,而pop中用到堆排序时是要求randomaccess iterator 的!):
priority_queue<vector<int>, less<int> > pq1; // 使用递增less<int>函数对象排序
priority_queue<deque<int>, greater<int> > pq2; // 使用递减greater<int>函数对象排序
其成员函数有“判空(empty)” 、“尺寸(Size)” 、“栈顶元素(top)” 、“压栈(push)” 、“弹栈(pop)”等。
二、使用举例
基本操作:
empty() 如果队列为空,则返回真
pop() 删除对顶元素,删除第一个元素
push() 加入一个元素
size() 返回优先队列中拥有的元素个数
top() 返回优先队列对顶元素,返回优先队列中有最高优先级的元素
在默认的优先队列中,优先级高的先出队。在默认的int型中先出队的为较大的数。
头文件:
#include <queue>
声明方式:
1、普通方法:
priority_queue<int> q; //通过操作,按照元素从大到小的顺序出队
priority_queue<int,vector<int>, greater<int> > q; //通过操作,按照元素从小到大的顺序出队
2、自定义优先级:
struct cmp {
operator bool ()(int x, int y)
{
return x > y; // x小的优先级高 //也可以写成其他方式,如: return p[x] > p[y];表示p[i]小的优先级高
}
};
priority_queue<int, vector<int>, cmp> q; //定义方法
//其中,第二个参数为容器类型。第三个参数为比较函数。
3、结构体声明方式:
struct node {
int x, y;
friend bool operator < (node a, node b)
{
return a.x > b.x; //结构体中,x小的优先级高
}
};
priority_queue<node>q; //定义方法
//在该结构中,y为值, x为优先级。
//通过自定义operator<操作符来比较元素中的优先级。
//在重载”<”时,最好不要重载”>”,可能会发生编译错误
默认比较参数模板
有时候我们需要升序排列,有时候需要降序排列,有时候数据类型类结构体,数据元素不止一个,需要根据我们想要的方式排序,这就要用到比较函数,这也是实现优先队列优先级的一个标准。
系统提供升序比较函数greater< type >,降序比较函数less< type>
测试代码
#include<cstdio>
#include<vector>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
int D[10];
priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >T;//小根堆
//priority_queue<int,vector<tmp>,less<int> >T;//这样是大根堆
for(int i=0;i<10;i++)
{
D[i]=(i*10/3+372)%20;//随意获取10个数
printf("%d ",D[i]);
T.push(D[i]);
}
printf("\n----------分割线-----------\n");
while(!T.empty())
{
int s=T.top();
printf("%d ",s);
T.pop();//出队
}
return 0;
}
用户自定义比较类型comp
若需要现根据xxx排序,xxx相同再根据yyy排序,则可如下定义comp
#include<cstdio>
#include<vector>
#include<queue>
using namespace std;
struct tmp
{
int x,y;
};
struct comp
{
int x;
bool operator()(tmp &a,tmp &b)
{
return a.y<b.y;
}
};
int main()
{
struct tmp D[10];
priority_queue<tmp,vector<tmp>,comp>T;
for(int i=0;i<10;i++)
{
D[i].x=(i*10/3+372)%20;
D[i].y=(i*14560/3+372)%20;
printf("(%d,%d)\n",D[i].x,D[i].y);
T.push(D[i]);
}
printf("\n----------分割线-----------\n");
while(!T.empty())
{
tmp s=T.top();
printf("(%d,%d)\n",s.x,s.y);
T.pop();
}
return 0;
}

本文深入讲解了优先队列的基本概念,包括其与普通队列的区别,以及如何使用C++ STL中的priority_queue。探讨了优先队列的实现原理,提供了自定义比较函数的方法,并通过实例演示了如何创建和操作优先队列。
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