c++优先队列 priority_queue 二叉堆最大堆实现

最新推荐文章于 2025-03-08 12:43:16 发布

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#数据结构 #c++

本文介绍了C++标准库中的优先队列`std::priority_queue`的使用，包括最大堆和最小堆的初始化。接着，详细讲解了二叉最大堆的实现原理，强调了其数组存储和节点位置的关系。最后，给出了一个自定义的`priority_queue`最大堆模板类的实现，包括插入、删除和调整堆的方法，并通过示例展示了其用法。

文章目录

前言
一、priority_queue使用方式
- 1.初始化方式
- 2.成员函数
二、二叉最大堆的实现原理
三、自己实现的priority_queue 最大堆代码

前言

c11 stl中提供优先队列的数据结构，可以实现最大堆和最小堆

一、priority_queue使用方式

1.初始化方式

std::prioriry_queue<int> tmp; //默认最大堆
std::priority_queue<int, vector<int>, std::greater<int>> tmp; //最小堆定义方式

2.成员函数

在这里插入图片描述

二、二叉最大堆的实现原理

二叉堆底层采用数组实现，排列紧凑的数组
由于上述特点，所以二叉堆中父节点位置是 (i - 1)/2，左子节点位置是 2i + 1 右子节点位置是 2i + 2
插入一个新元素，新元素需要与父节点比较，如果比父节点大，需要上移
删除堆顶最大元素时，需要将堆尾的元素放到堆顶上，然后与左右子节点比较，如果比左右子节点中最大的小，需要下移

参考二叉堆的实现

三、自己实现的priority_queue 最大堆代码

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

/*========================
简易priority_queue实现,只实现了最大堆
========================*/
// 由于二叉堆的特性
// 二叉堆中父节点位置是 (i - 1)/2
// 左子节点位置是 2*i + 1  右子节点位置是 2*i + 2

template <class T>
class priority_queue {
   
   
private:
    // 二叉堆底层采用数组存放
    vector<T> heap_;
private:
    // 堆尾插入一个新值后，需要向上调整堆
    void