C++ STL ->priority_queue(优先级队列)


优先级队列:
priority_queue文档

  1. 优先队列是一种容器适配器,根据严格的弱排序标准,它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。

  2. 此上下文类似于堆,在堆中可以随时插入元素,并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元 素)

  3. 优先队列被实现为容器适配器,容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类,queue提供一组特 定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出,其称为优先队列的顶部。

  4. 底层容器可以是任何标准容器类模板,也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭 代器访问,并支持以下操作:

    • empty():检测容器是否为空
    • size():返回容器中有效元素个数
    • front():返回容器中第一个元素的引用
    • push_back():在容器尾部插入元素
    • pop_back():删除容器尾部元素
  5. 标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下,如果没有为特定的priority_queue类实例化指 定容器类,则使用vector。

  6. 需要支持随机访问迭代器,以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数 make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。

priority_queue的使用

优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器,在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成 堆的结构,因此priority_queue就是堆,所有需要用到堆的位置,都可以考虑使用priority_queue。

image.png

默认情况下priority_queue是大堆

int main()
{
   
   
    vector<int> v{
   
   3,1,56,7,9,5,2,58,79,};
    priority_queue<int> mypq;
    //将vector中的数据依次入队列
    for (auto& e : v)
    {
   
   
        mypq.push(e);
    }
    //mypq中的数据已经是有序的了
    while (!mypq.empty()) 
    {
   
   
        cout << mypq.top() << ' ';
        mypq.pop();
    }
    return 0;
}

运行结果:

image.png

priority_queue建小堆

默认情况下priority_queue是大堆,如果需要小堆,就需要用到仿函数

priority_queue类原型

template <class T, class Container = vector<T>,
          class Compare = less<typename Container::value_type> > class priority_queue;
  • 第一个模板参数是数据类型(int,double、char等)
  • 第二个参数是底层容器,默认是vector,也可以是list等
  • 第三个参数就是仿函数 默认缺省值是less(大堆),小堆的仿函数是greator

image.png

int main()
{
   
   

    vector<int> v{
   
    3,1,56,7,9,5,2,58,79, };
    //建小堆,第二个模板参数也必须要传,因为c++语法规定,半缺省参数必须从右向左依次给 不能间隔着给
    priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> mypq;
    //将vector中的数据依次入队列
    for (auto& e : v)
    {
   
   
        mypq.push(e);
    }
    //mypq中的数据已经是有序的了
    while (!mypq.empty())
    {
   
   
        cout << mypq.top
C++中,STLpriority_queue允许我们根据自定义的排序逻辑来管理和排序数据。当priority_queue用于管理自定义类型的对象时,需要提供一个比较算子来指定优先级排序的规则。比较算子可以是一个函数,也可以是一个函数对象,或者在C++11及以后版本中,可以是一个lambda表达式。 参考资源链接:[C++ STL深入解析:队列、双端队列与优先队列](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/1jq3b1udoa) 为了帮助你理解和实践priority_queue中自定义类型的优先级排序,我强烈推荐查看《C++ STL深入解析:队列、双端队列与优先队列》。这本书深入讲解了STL的各种容器和数据结构,其中包含了关于如何使用自定义比较算子来实现复杂数据类型的优先级排序的详细说明和示例。 下面我将提供一个简单的示例,说明如何使用priority_queue对结构体类型的数据进行优先级排序。假设我们有一个结构体`Task`,其中包含一个整数类型的`priority`成员和一个字符串类型的`description`成员,我们希望根据`priority`的值来确定`Task`对象的优先级。 首先,定义比较算子: ```cpp struct CompareTask { bool operator()(const Task& lhs, const Task& rhs) { return lhs.priority > rhs.priority; // 降序排列 // return lhs.priority < rhs.priority; // 升序排列,如果需要的话 } }; ``` 然后,在主函数中使用priority_queue: ```cpp #include <queue> #include <vector> #include <iostream> using namespace std; // 定义Task结构体 struct Task { int priority; string description; }; int main() { // 创建一个priority_queue,并指定比较算子为上面定义的CompareTask priority_queue<Task, vector<Task>, CompareTask> tasks; // 添加一些Task到priority_queue中 tasks.push({2, 参考资源链接:[C++ STL深入解析:队列、双端队列与优先队列](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/1jq3b1udoa)
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