priority_queue:如何创建大顶堆?如何创建自定义类型的堆?

写程序经常会用到priority_queue,大小顶堆,由于用的不熟,今天总结一下留个纪念。

一、基本使用

priority_queue 对于基本类型的使用方法相对简单。他的模板声明带有三个参数,priority_queue<Type, Container, Functional>Type 为数据类型, Container 为保存数据的容器,Functional 为元素比较方式。Container 必须是用数组实现的容器,比如 vector, deque 但不能用 list.STL里面默认用的是 vector. 比较方式默认用 operator< , 所以如果你把后面俩个参数缺省的话,优先队列就是大顶堆,队头元素最大。

比如这样

priority_queue<int>q;//这是一个int的大顶堆

二、小顶堆

小顶堆的实现有两种方式:

  1. 元素取相反数,比如输入1,2,3,你把取反传进去-1,-2,-3大顶堆取出来数-1,再次取反自然就是你想要的数。
  2. 利用定义实现,根据我们上面的定义 priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q;greater时一个仿函数。

三、自定义类型

必须自己重载 operator< 或者自己写仿函数(有些编译器重载运算符会很坑,还是两个都掌握的比较稳妥)。

  • 重载运算符,推荐采用下面这种方法:
struct cow {
	int s, e;
	cow(int a = 0, int b = 0) { s = a, e = b; }
}c[MAX];

bool operator<(const cow & c1, const cow & c2) {
	return c1.s < c2.s;
}
priority_queue<cow>q;

此时我们将其当作基本类型使用即可。

  • 自己写仿函数,也就是刚才出现的greater<int>这种函数,怎么写呢?
struct cow {
	int s, e;
	cow(int a = 0, int b = 0) { s = a, e = b; }
}c[MAX];
struct cmp {
	bool operator()(cow c1, cow c2) {
		return c1.s < c2.s;
	}
};
priority_queue<cow, vector<cow>, cmp>p;
在C++中,`priority_queue` 是一种容器适配器,默认情况下实现的是一个最大(max heap),即优先级最高的元素总是位于顶。`priority_queue` 通常基于 `vector` 实现,并使用一个算法来处理元素。 ### 主要特点 1. **默认大顶堆**:默认情况下,`priority_queue` 是一个大顶堆顶元素是最大的。 2. **不支持随机访问**:只能访问顶元素,无法直接访问其他元素。 3. **基本操作**:主要操作包括 `push`(插入元素)、`pop`(删除顶元素)和 `top`(访问顶元素)。 ### 基本用法 ```cpp #include <iostream> #include <queue> int main() { // 创建一个大顶堆 std::priority_queue<int> pq; // 插入元素 pq.push(10); pq.push(30); pq.push(20); // 访问顶元素 std::cout << "Top element: " << pq.top() << std::endl; // 输出 30 // 删除顶元素 pq.pop(); // 再次访问顶元素 std::cout << "Top element after pop: " << pq.top() << std::endl; // 输出 20 return 0; } ``` ### 自定义比较器 如果需要实现一个小顶,可以使用自定义比较器。例如,使用 `std::greater` 作为比较器: ```cpp #include <iostream> #include <queue> #include <vector> int main() { // 创建一个小顶 std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> pq; // 插入元素 pq.push(10); pq.push(30); pq.push(20); // 访问顶元素 std::cout << "Top element: " << pq.top() << std::endl; // 输出 10 // 删除顶元素 pq.pop(); // 再次访问顶元素 std::cout << "Top element after pop: " << pq.top() << std::endl; // 输出 20 return 0; } ``` ### 常见操作 - `push(x)`: 插入元素 `x` - `pop()`: 删除顶元素 - `top()`: 访问顶元素 - `empty()`: 检查是否为空 - `size()`: 返回中元素的数量 通过这些操作,可以方便地使用 `priority_queue` 来实现各种优先队列的功能。
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