【C++ STL】queue和priority_queue

最新推荐文章于 2025-04-18 15:23:29 发布
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#C++-STL

本文详细介绍了标准模板库(STL)中的两种重要数据结构——队列(queue)与优先队列(priority_queue)。包括它们的基本定义、初始化方式以及常用的操作方法如push、pop、front等，并特别指出了优先队列的大小比较方式可以自定义。

queue

定义：
queue<int> a

操作：
q.push(x)：将x元素接到队列的末端
q.pop()：弹出队列的第一个元素
q.front()：访问队首元素
q.top()：访问队头
q.back():访问队尾元素
q.size():访问队中的元素个数

priority_queue

定义：
priority_queue<int> a：定义优先队列a（默认越大越优）
priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >：越小越优的优先队列

操作与上面相同

C++STL~~priority_queue
TU^的博客
09-18 1409
应用场景任务调度：可以根据任务的优先级对任务进行排序，高优先级的任务先执行。例如操作系统中的进程调度。图算法：在一些图算法中，如 Dijkstra 最短路径算法，可以使用优先队列来存储未访问的节点，并根据距离源点的距离进行优先级排序。事件处理：处理事件时，可以根据事件的时间戳或其他优先级属性对事件进行排序，以便按照优先级顺序处理事件。优势与注意事项优势：高效的优先级访问，适用于需要快速确定最高优先级元素的场景。基于堆的实现，保证了插入和删除操作的高效性。
C++STL容器之priority_queue
Jerry_qbw的博客
07-26 1525
观察这两张图片，他们都是二叉树，若果观察的仔细，能看出他们是完全二叉树。左图中，根节点是所有元素中最大的，右图中则恰好相反。左图每个节点都比他的左右子节点大，有图每个节点都比他的左右子节点小，这就是堆结构。堆是具有下列性质的完全二叉树每个节点的值都大于或等于其左右子节点的值，称为大顶堆，相反则为小顶堆从堆的定义得知，根节点一定是其中最大（小）的一个，较大（小）的节点越靠近根节点（不绝对是这样）优先队列使用的数据结构为二叉堆。...
c++ （优先）队列要点
Zenyeb的博客
12-04 1088
队列 queue 和优先队列 priority_queue 的函数和注意事项
c++ 优先队列 priority_queue
退役的铜牌狗
03-26 729
c++ 优先队列 priority_queue基本性质 优先队列与队列的差别在于优先队列不是按照入队的顺序出队，而是按照队列中元素的优先权顺序出队。头文件还是<queue>。可以用priority_queue<int>que来声明，这个que是一个“越小整数优先级越低的优先队列”。基本操作基本操作与队列相同，不过取队首元素从front()变成了top()。 que.top() // 取队首
优先队列总结
CSMrZ的博客
08-28 3045
优先队列 引入 在生产调度中，事件都有优先级，那么如何快速的调度最高优先级的事件成为一件需要考虑的事情。调度中有两种操作，第一种是调度最高级事件，第二种是插入事件，那么优先队列这种数据结构完美解决了这两个操作，在优先队列中这两种操作完成的任务就是删除队列中最大值和插入新值。 优先队列初级实现 那么优先队列如何实现呢？简单的可以用数组来实现，有以下两种方法： 1.数据插入随意，数据...
优先队列的使用方法（priority_queue）
qq_42778026的博客
04-24 2763
基本操作： empty() 如果队列为空返回真 pop() 删除队顶元素 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 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。 使用方法： 头文件： #include <queue> 声明方式： 1、普通方法： ...
【STL】c++ 队列(queue) 优先队列(priority_queue) 基本用法
Changqing9的博客
09-30 3210
队列（queue）的基本用法 q.front(); //返回队头元素的引用 q.back(); //返回队尾元素的引用 q.empty(); //判断队列是否为空 q.size(); //返回队列中元素的个数 q.emplace();//在队尾插入元素 q.pop(); //删除队头元素 q.push(); //在队尾插入元素 q.swap(); //交换两个队列中的元素 注意：push()与emplace()函数同样是在队列尾部
STL详解 - priority_queue
天行健、君子以自强不息
04-18 1164
priority_queue的介绍及模拟实现
C++STL 5.priority_queue
2301_79137563的博客
07-29 946
优先队列，这一数据结构在传统队列的基础上引入了优先级的概念，确保在任何时刻，队列前端的元素均拥有最高的优先级。这种设计允许我们每次从优先队列中提取时，都能获得当前队列中最高优先级的元素。其背后的实现机制主要依赖于堆这一数据结构。//头文件//初始化定义。
C++STL之priority_queue的简单使用_在c++stl中priority_queue用法
2301_82244279的博客
04-26 1084
priority_queue（优先级队列）模拟的也是队列这种存储结构，它底层采用堆结构存储数据，即使用此容器存储元素只能“从一端进（称为队尾），从另一端出（称为队头）”，且每次只能访问 priority_queue 中位于队头的元素。但是，priority_queue 中元素的存和取，遵循的并不是 “First in,First out”（先入先出）原则，而是“First in，Optimal out”原则。指的就是先进队列的元素并不一定先出队列，而是优先级最大的元素最先出队列。
C++:queue和priority_queue
qq_43441284的博客
08-12 435
优先队列（priority_queue）是一种特殊的队列，其中每个元素都被赋予了一个优先级。元素的出队顺序是根据它们的优先级来决定的，而不是它们被插入到队列中的顺序。在默认情况下，最高优先级的元素会被首先移除（即，对于最大堆实现的优先队列，最大的元素会被首先移除）。
STL库 —— priority_queue 的编写
m0_75186846的博客
04-18 1280
粗略的介绍与编写优先级队列
c++ 优先队列（priority_queue）的详细讲解用法
PengWei Yang
04-19 3238
普通的队列是一种先进先出的数据结构，元素在队列尾追加，而从队列头删除。 在优先队列中，元素被赋予优先级。当访问元素时，具有最高优先级的元素最先删除。优先队列具有最高级先出 的行为特征。 和队列基本操作相同: top 访问队头元素 empty 队列是否为空 size 返回队列内元素个数 push 插入元素到队尾 (并排序) emplace 原地构造一个元素并插入队列 pop 弹出队头元素 swap...
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stl queue 和 priority_queue
05-12
### 一、queue 和 priority_queue 的定义 `queue` 是一种 FIFO（First In First Out，先进先出）的线性数据结构[^4]。这意味着最早进入队列的元素会最先被移除。 而 `priority_queue` 则是一种基于堆的数据结构，其核心特点是：无论何时插入新元素，队列头部总是具有最高优先级的元素[^1]。默认情况下，`priority_queue` 使用最大堆来实现，因此顶部元素是当前队列中最大的值。 --- ### 二、queue 和 priority_queue 的主要区别 #### 1. 数据存取逻辑 - **Queue**: 遵循严格的 FIFO 原则，即最先进入队列的元素会被最先取出。 - **Priority Queue**: 不遵循 FIFO 原则，而是依据元素的优先级决定哪个元素应被最先取出。通常来说，优先级最高的元素会在队首位置[^4]。 #### 2. 底层实现机制 - **Queue**: 默认使用双端队列 (`deque`) 实现，支持两端操作 (front 和 back)[^4]。 - **Priority Queue**: 默认使用向量 (`vector`) 结合堆算法实现，底层是一个完全二叉树表示的最大堆或最小堆[^3]。 #### 3. 插入与删除效率 - 对于普通的 `queue`，插入和删除的时间复杂度均为 O(1)，因为只需要调整队尾或队头指针即可完成相应操作。 - 而对于 `priority_queue`，由于每次都需要维护堆性质，插入时间为 O(log n)，弹出同样为 O(log n) 时间复杂度[^5]。 #### 4. 自定义比较函数的支持程度 - **Queue**: 不允许自定义排序规则，仅能按固定顺序依次进出。 - **Priority Queue**: 支持通过模板参数传递自定义比较器（如 `std::greater<T>` 或其他用户定义的谓词类），从而灵活改变优先级判断标准[^5]。 --- ### 三、queue 和 priority_queue 的典型应用场景 #### 1. Queue 的适用场景 当需要严格按照时间序列处理任务或者消息时可以考虑使用普通队列。例如： - CPU调度中的轮转法(Round Robin Scheduling) - 广度优先搜索(BFS) ```cpp #include <iostream> #include <queue> using namespace std; void demoQueue() { queue<int> q; q.push(1); q.push(2); cout << "Front item: " << q.front() << endl; // 输出 Front item: 1 q.pop(); cout << "After pop, front item: " << q.front() << endl; // After pop, front item: 2 } ``` #### 2. Priority Queue 的适用场景 如果希望根据某些特定条件动态安排待办事项，则更适合选用带权重管理功能的优先权队列。比如： - Dijkstra算法求解单源最短路径问题； - Huffman编码构建最优前缀码表过程等等。 下面展示了一个简单的例子演示如何利用 C++ STL 提供的功能创建一个小顶堆： ```cpp #include <functional> #include <queue> #include <vector> #include <iostream> using namespace std; void demoPriorityQueue(){ vector<int> nums = {2, 9, 1, 6, 7, 4 ,0}; priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> minHeap(nums.begin(),nums.end()); while(!minHeap.empty()){ cout<<minHeap.top()<<" "; minHeap.pop(); } } // Output will be : 0 1 2 4 6 7 9 ``` --- ### 四、总结对比表格 | 特性 | Queue | Priority Queue | |---------------------|----------------------------------|------------------------------------| | 存储模型 | FIFO | 根据优先级 | | 底层实现 | deque | vector | | 插入/删除复杂度 | O(1)/O(1) | O(log N)/O(log N) | | 是否可定制排序 | 否 | 可 | ---
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