我与C++的爱恋：优先级队列

最新推荐文章于 2024-10-08 14:45:27 发布

guoguoqiang.

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分类专栏：我与C++的爱恋文章标签： c++ rpc

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一、priority_queue的介绍和使用

在这里插入图片描述
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，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
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
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。
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

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。注意：默认情况下priority_queue是大堆

构造函数在这里插入图片描述
priority_queue pq;
创建一个优先级队列
empty()
检测优先级队列是否为空，是返回true，否则返回false
top()
返回栈顶元素（最大或者最小）
push()
在优先级队列中插入元素x
pop（）
删除栈顶元素（）

测试一下

#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;
void test()
{
   
   
	priority_queue<int> pq;
	pq.push(3);
	pq.push(1);
	pq.push(5);
	pq.push(4);
	pq.push(2);
	while (!pq.empty())
	{
   
   
		cout << pq.top() << " ";
		pq.pop();
	}
	cout << endl;
}

int main() {
   
   
	test();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
默认情况下，priority_queue默认是大堆

仿函数的使用

在这里插入图片描述
class Container是内部存储队列中的容器类型
我们可以通过改变class compare来完成建立小堆，class Compare = less（大堆）
可以通过提供 std::greater 函数对象作为这个模板参数来改变为小堆

默认使用less这个仿函数，如果我们想要建立小堆，需要自己传一个参数

priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> pq;

什么是仿函数呢？
在C++中，仿函数是一种使用对象来模拟函数的技术。他们通常是通过类实现的，该类重载了函数调用操作符(operator()),仿函数可以像普通函数一样被调用，但他们可以拥有状态。

#include <iostream>
using namespace std;
// 定义一个仿函数类
class Add {
   
   
public:
    // 构造函数，可以用来初始化内部状态，这里没有使用
    Add() {
   
   }

    // 重载函数调用操作符
    int operator()(int a, int b) {
   
   
        return a + b;
    }
};

int main() {
   
   
    // 创建一个仿函数对象
    Add add_func;
    // 使用仿函数对象
    cout