优先级队列——用C++模板实现

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#c++ #null #class #数据结构 #测试 #存储

本文介绍了使用C++模板实现优先级队列的方法，基于堆（内嵌双向链表）实现，详细展示了如何进行入队、出队、复制、清空等操作，以及其时间复杂度分析。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

PriorityQueue.h

 

PriorityQueue.cpp

 

测试用例：

 

模拟实现优先级队列超详解（C++）
m0_67430750的博客
05-01 2021
容器适配器以及具体代码（超详解）
C++——优先级队列
2303_78442132的博客
04-09 4201
C++、优先级队列
C++实现优先级队列模板类
jay_zzs的博客
03-12 899
1. 优先级队列 1.1 基本原理 仿照C++ STL 中的优先级队列priority_queue，主要实现以下功能： 向队列中添加元素后，队列自动调整，保证队列中优先级最高的元素在队列头部（优先级可以定义比较函数，按照大小或者其他条件决定）； 每次出队元素是队列中优先级最高的，因此优先级队列不满足先进先出的原则，而是根据每次都是优先级最高的先出。 优先级队列ADT的API如下： 方法名 功能 push() 添加一个元素
优先队列 C++实现
0728的博客
06-03 588
优先队列： 按键的大小排列的一种数据结构， 用堆实现， 两个重要的操作为：删除最大元素、 插入元素。 堆 堆是一个完全二叉树， 堆中的每一个父节点都比两个子节点大， 一般用数组存放。 若当前节点为k，则它的孩子节点为2k、2k+1， 父节点为 k/2(向下取整)。 堆的两个核心操作为下沉和上浮， pq为数组，代码如下 void sink(int k){ while(2*k <= N){ //当k有孩子节点时循环 int j = 2*k;
优先级队列的实现（C++）
m0_62466789的博客
03-08 300
以“<”为优先级依据 #include<iostream> using namespace std; const int MaxPQSize=50; #define T int class PQueue { private: T pqlist[MaxPQSize]; int count; public: PQueue(){ count=0; }; ~PQueue(){ } void PQInsert(const T &x);
C++ 优先级队列实现
qq_37285574的博客
06-20 291
<优先级队列实现> 堆heap 与 vector namespace my_pqueue { template<class T, class Cont = vector<T>, class Compare = less<T>> class priority_queue { public: priority_queue() :c(){} template<class InputIterator> priority_queu
【C++】——Priority_queue(优先级队列)
麦麦的博客
09-29 1298
本文对C++中的优先级队列进行了介绍以及模拟实现
【C++】详解STL的适配器容器之一：优先级队列 priority_queue
2301_79796701的博客
05-13 1607
详解优先级队列，堆算法，仿函数
【C++】deque以及优先级队列
dab112的博客
07-22 2015
介绍了deque以及优先级队列的使用细则，同时也提及了适配器以及反向迭代器
C++(十二)优先级队列 Priority_queue
2301_79608541的博客
08-26 1132
priority_queue类的模板相较于queue是更复杂一点的，也是我们学习的难点：(源定义)template<class T,... ...上面的源码中类模板给了缺省值：默认容器是vector，默认生成的是大堆注意：Compare = less<> 是大堆template<class T,... ...T：数据类型Containter(容器)：使用什么容器，（结合缺省值来看：默认容器是vector<T>）Compare(比较)：建大堆还是小队。
堆排序、优先级队列（c++模板实现）
10-19
使用c++模板实现的堆排序、优先级队列，在vs2010下编译运行通过。压缩文件里为两个工程文件，如果有vs2010的话解压缩打开sln文件就可以了，没有的话，新建工程将文件复制过去就ok了。如果有问题可以留言。
队列的应用：优先级队列
06-12
使用顺序存储实现优先级队列，展示优先级队列和普通队列的区别之处。
优先级队列 C++ 模板实现
NTSK13
05-06 1177
/* * File name : priority_queue.cpp * Function : 优先级队列 C++ 模板实现 * Created on : 2016年5月05日 * Author : beijiwei@qq.com * Copyright : 欢迎大家和我一起交流学习，转载请保持源文件的完整性。 任何单位和个人不经本人允许不得用于商业用途 * * */ #in
优先级队列 | Priority Queue | C/C++实现
qq_40998706的博客
02-02 548
问题描述 优先级队列(Priority Queue)是一种数据结构，其存储的数据集合S中，各个元素均包含键值。优先级队列主要进行下述操作： insert(S, k)：向集合中插入元素k extractMax(S)：从S中删除键值最大的元素并返回该键值 请编写一个程序，对优先级队列S执行insert(S, k)和extractMax(S)。队列元素为整数，键值为其自身。 输入： 对优先级队列S输入多...
C++优先级队列
qq_54178958的博客
08-17 4765
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。...
C++ 优先级队列用法详解与模拟实现
Q741_147的博客
04-14 1040
优先级队列（Priority Queue）是一种抽象数据类型，它类似于队列，但是每个元素都有一个优先级或权重。在优先级队列中，元素的出队顺序是按照优先级来进行的，而不是先进先出（FIFO）或后进先出（LIFO）。在 C++ 中，优先级队列是通过实现的，它是 C++ 标准库的一部分。是一个模板容器适配器，它提供常数时间复杂度的插入操作和 logarithmic 时间复杂度的删除操作。
【C++】优先级队列（priority_queue）的用法与实现
2302_76142697的博客
04-09 2014
主要讲解优先级队列(priority_queue)的使用方法，以及仿函数的应用与示例，最后模拟实现优先级队列的功能。
【C++】优先级队列的基本概念以及其模拟实现
m0_74774759的博客
07-29 302
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。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)。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。
【C++】优先级队列 priority_queue的使用&模拟实现 | 仿函数
qq_42996461的博客
11-11 1745
【C++】优先级队列使用以及模拟实现，终于搞懂了 毫无保留的输出博客，准备进入进阶的学习了
优先级队列c++
最新发布
03-22
### C++ 优先级队列的实现与用法 #### 1. 基本概念 优先级队列是一种特殊的队列，其中每个元素都具有与其关联的一个优先级。在标准的 FIFO 队列中，元素按进入顺序被移除；而在优先级队列中，最高优先级的元素总是最先被移除[^2]。 #### 2. STL 提供的标准 `std::priority_queue` `std::priority_queue` 是 C++ 标准模板库中的一个容器适配器，默认基于二叉堆（binary heap）实现。它的底层存储通常是一个向量 (`std::vector`)，并使用堆算法维护该向量以保持特定的顺序关系[^5]。 ##### 默认行为 默认情况下，`std::priority_queue` 构造的是一个 **最大堆**，即每次取出的都是当前队列中最大的元素。 ```cpp #include <queue> #include <iostream> int main() { std::priority_queue<int> pq; pq.push(10); pq.push(30); pq.push(20); while (!pq.empty()) { std::cout << pq.top() << " "; pq.pop(); } } ``` 上述代码会输出： ``` 30 20 10 ``` #### 3. 自定义比较函数 如果需要构建一个小顶堆或其他自定义排序逻辑，则可以通过传递第三个参数——一个比较函数或仿函数来改变默认的行为[^3]。 以下是创建小顶堆的例子： ```cpp #include <queue> #include <functional> #include <iostream> int main() { // 使用 std::greater<T> 创建小顶堆 std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> minHeap; minHeap.push(10); minHeap.push(30); minHeap.push(20); while (!minHeap.empty()) { std::cout << minHeap.top() << " "; minHeap.pop(); } return 0; } ``` 运行结果将是： ``` 10 20 30 ``` #### 4. 手动实现优先级队列 虽然可以直接使用 STL 的 `std::priority_queue`，但在某些场景下可能希望完全控制其实现细节。下面展示了一个简单的手动实现版本。 ```cpp #include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> template<typename T, typename Compare = std::less<T>> class CustomPriorityQueue { public: void push(const T& value) { data.push_back(value); std::push_heap(data.begin(), data.end(), Compare()); } void pop() { if (data.empty()) return; std::pop_heap(data.begin(), data.end(), Compare()); data.pop_back(); } const T& top() const { return data.front(); } bool empty() const { return data.empty(); } private: std::vector<T> data; }; int main() { CustomPriorityQueue<int, std::greater<int>> customMinHeap; customMinHeap.push(10); customMinHeap.push(30); customMinHeap.push(20); while (!customMinHeap.empty()) { std::cout << customMinHeap.top() << " "; customMinHeap.pop(); } return 0; } ``` 这段代码实现了类似的优先级队列功能，并允许指定不同的比较策略。 #### 5. 底层原理 优先级队列的核心在于其内部采用了堆这种数据结构。堆是一棵满足以下性质的完全二叉树：对于任意节点 i 和 j，若 i 是 j 的父节点，则 key[i] ≥ key[j] （大根堆），或者相反的关系成立（小根堆）。由于堆的高度为 O(log n)，因此插入和删除操作的时间复杂度均为 O(log n)。 --- ###
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