C++容器priority_queue

定义

一种特殊的队列，其中的元素并非按照“先进先出”（FIFO）的顺序排列，而是根据元素的优先级来决定出队顺序。优先级最高的元素总是位于队列的前端

• 最大堆（默认）：priority_queue 默认实现为一个最大堆（max-heap），即最大的元素（根据比较规则）拥有最高优先级，位于队首。
• 堆结构：底层通常使用 std::vector 实现，并通过堆（通常是二叉堆）的性质来维护元素的顺序。
• 访问限制：你只能访问和移除优先级最高的那个元素（队首）。不能遍历整个队列，也不能直接访问其他元素。
• 动态大小：大小可以动态增长
• 只能通过top函数获取元素

构造函数

1、默认构造函数

int main()
{
	system("chcp 65001");
	// 默认构造函数
	priority_queue<int> queue1;
	queue1.push(1);
	queue1.push(33);
	queue1.push(2);

	while (!queue1.empty())
	{
		cout << "queue1-> " << queue1.top() << endl;
		queue1.pop();
	}
}

2、带有比较函数的构造函数

int main()
{
	system("chcp 65001");
	// 带有自定义比较函数的构造函数
	std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> queue1;
	queue1.push(1);
	queue1.push(33);
	queue1.push(2);

	while (!queue1.empty())
	{
		cout << "queue1-> " << queue1.top() << endl;
		queue1.pop();
	}
}

3、区间构造函数

int main()
{
	system("chcp 65001");
	// 区间构造函数
	std::vector<int> vec = { 3, 1, 4, 11, 5, 9 };
	std::priority_queue<int> queue1(vec.begin() + 1, vec.end() - 1);

	queue1.push(1);
	queue1.push(33);
	queue1.push(2);

	while (!queue1.empty())
	{
		cout << "queue1-> " << queue1.top() << endl;
		queue1.pop();
	}
}

4、组合构造函数

int main()
{
	system("chcp 65001");
	// 组合构造函数
	std::vector<int> vec = { 3, 1, 4, 11, 5, 9 };
	auto comp = [](int a, int b) { return a > b; };
	std::priority_queue<int, std::vector<int>, decltype(comp)> queue1(vec.begin(), vec.end(), comp);

	queue1.push(1);
	queue1.push(33);
	queue1.push(2);

	while (!queue1.empty())
	{
		cout << "queue1-> " << queue1.top() << endl;
		queue1.pop();
	}
}

5、拷贝构造函数

int main()
{
	system("chcp 65001");
	std::priority_queue<int> queue1;
	queue1.push(1);
	queue1.push(33);
	queue1.push(2);

	// 拷贝构造函数
	std::priority_queue<int> queue2(queue1);

	while (!queue2.empty())
	{
		cout << "queue1-> " << queue2.top() << endl;
		queue2.pop();
	}
}

6、移动构造函数

int main()
{
	system("chcp 65001");
	std::priority_queue<int> queue1;
	queue1.push(1);
	queue1.push(33);
	queue1.push(2);

	// 移动构造函数
	std::priority_queue<int> queue2(std::move(queue1));

	while (!queue2.empty())
	{
		cout << "queue1-> " << queue2.top() << endl;
		queue2.pop();
	}
}

常用函数

函数	描述
push(value)	将 value 插入优先队列。时间复杂度 O(log n)
emplace(args...)	在容器内就地构造一个元素并插入。比 push 更高效，不用复制。O(log n)
pop()	移除优先级最高的元素（队首元素）。时间复杂度 O(log n)
top()	返回优先级最高元素（队首元素）的常量引用。时间复杂度 O(1。
empty()	如果队列为空，返回 true。O(1)
size()	返回队列中元素的数量。O(1)
swap(other)	与另一个 priority_queue 交换内容。O(1)

int main()
{
	system("chcp 65001");
	std::priority_queue<int> queue1;
	queue1.push(1);
	queue1.push(33);
	queue1.push(2);
	queue1.emplace(15);
	cout << "queue1.size()-> " << queue1.size() << endl;
	cout << "queue1.empty()-> " << boolalpha << queue1.empty() << endl;
	while (!queue1.empty())
	{
		cout << "queue1-> " << queue1.top() << endl;
		queue1.pop();
	}
}