STL中优先队列的使用

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队列的特点是先进先出。通常都把队列比喻成排队买东西,大家都很守秩序,先排队的人就先买东西。但是优先队列有所不同,它不遵循先进先出的规则,而是根据队列中元素的优先权,优先权最大的先被取出。通常把优先队列比喻成现实生活中的打印。一个打印店里有很多打印机,每台机器的性能不一样,有的打印机打印很快,有的打印机打印速度很慢。当这些打印机陆陆续续打印完自己的任务时进入排队等候状态。如果我这个时候要打印一份文件,我选的不是第一个排队的打印机,而是性能最好,打印最快的打印机。

重点:优先级队列,是要看优先级的,谁的优先级更高,谁就先得到权限。不分排队的顺序!

基本操作:

empty() 如果队列为空返回真

pop() 删除对顶元素

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:

priority_queue<int>q;
//通过操作,按照元素从大到小的顺序出队

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

#include "iostream"
#include "vector"
#include "queue"
using namespace std;
int c[100];
struct cmp1
{
     bool operator ()(int x, int y)
    {
        return x > y;//小的优先级高
    }
};

struct cmp2
{
    bool operator ()(const int x, const int y)
    {
        return c[x] > c[y]; 
       // c[x]小的优先级高,由于可以在对外改变队内的值,
        //所以使用此方法达不到真正的优先。建议用结构体类型。
    }
};

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<int>q1;
priority_queue<int, vector<int>, cmp1>q2;
priority_queue<int, vector<int>, cmp2>q3;
priority_queue<node>q4;

queue<int>qq1;
queue<node>qq2;

int main()
{
    int i, j, k, m, n;
    int x, y;
    node a;
    while (cin >> n)
    {
        for (i = 0; i < n; i++)
        {
            cin >> a.y >> a.x;
            q4.push(a);
        }
        cout << endl;
        while (!q4.empty())
        {
            cout << q4.top().y << " " << q4.top().x << endl;
            q4.pop();
        }
    //    cout << endl;
    }
    return 0;
}



### C++ STL `priority_queue` 使用示例 C++标准模板库(STL)中的`priority_queue`是一个非常有用的容器适配器,它提供了堆的功能。默认情况下,`priority_queue`基于最大堆实现,即每次访问或删除的都是当前集合的最大元素。 #### 基本定义与初始化 可以使用不同的底层容器来创建`priority_queue`,最常用的底层容器是`std::vector`[^2]: ```cpp #include <queue> #include <iostream> // 定义一个整数类型的优先队列,默认为最大堆 std::priority_queue<int> maxHeap; // 如果想要最小堆,则需自定义比较函数对象 struct MinCompare { bool operator()(const int& lhs, const int& rhs) const { return lhs > rhs; } }; std::priority_queue<int, std::vector<int>, MinCompare> minHeap; ``` #### 插入元素 通过调用成员函数`push()`向`priority_queue`中添加新元素: ```cpp maxHeap.push(10); minHeap.push(-5); while (!maxHeap.empty()) { // 输出直到为空 std::cout << "Max Heap Top Element: " << maxHeap.top() << '\n'; maxHeap.pop(); } ``` #### 访问顶部元素 可以通过成员函数`top()`获取最高优先级(最大值/最小值取决于构造方式)而不移除该元素;要真正取出并移除此元素则应随后调用`pop()`操作. ```cpp if (!minHeap.empty()){ std::cout << "Min Heap Top Element Before Pop: " << minHeap.top() << "\n"; } minHeap.pop(); if(!minHeap.empty()){ std::cout << "Min Heap Top Element After Pop: " << minHeap.top() << "\n"; } else{ std::cout << "Min heap is now empty.\n"; } ``` #### 自定义数据结构作为元素 当处理复杂的数据类型时,可能需要指定如何比较两个元素之间的大小关系。这通常涉及到重载小于运算符 `<` 或者提供第三个参数给`priority_queue`模板实例化过程以定制化的比较逻辑。 ```cpp class Task { public: int id; double priority; Task(int i, double p):id(i), priority(p){ } friend bool operator<(const Task &t1, const Task &t2){ return t1.priority < t2.priority; // 高优先级先出栈 } }; std::priority_queue<Task> taskQueue; taskQueue.emplace(Task{1, 98.7}); taskQueue.emplace(Task{2, 65.4}); Task top_task = taskQueue.top(); std::cout << "Top Task ID:" << top_task.id << ", Priority:" << top_task.priority << "\n"; taskQueue.pop(); ```
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