C++STL容器之priority_queue

本文介绍了C++ STL中的优先队列priority_queue,包括堆的性质、优先队列的定义、入队、出队操作以及如何使用STL实现大顶堆和小顶堆。通过示例展示了priority_queue的基本用法。

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不得不吐槽一下STL的编写者,这名字太长了。

一、堆简介

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)

二、优先队列priority_queue

(1)定义

优先队列使用的数据结构为二叉堆。优先队列不同于一般的队列(什么是队列见我的文章《queue》),他 队列中取出的是具有最高优先权的元素。优先队列的操作一般有查找,删除,插入新元素等。

最大优先队列:无论入队的顺序,最大的先出队

最小优先队列:无论入队顺序,最小的先出队

(2)入队

以最小优先队列为例,优先队列就是用二叉堆来实现的,每次插入一个数据都是插入到数组的最后一个位置,然后再上浮,时间复杂度O(㏒n)。

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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