【C++】-- STL容器适配器之priority_queue

目录

一、什么是priority_queue

二、priority_queue的使用

1.priority_queue的构造

2.push( )

3.pop( )

4.size( )

5.empty( ) 

 三、priority_queue模拟实现

1.仿函数

(1)概念 

(2)优点

(3)缺点

(4)实现

2.堆的插入删除

3.代码实现

 (1)仿函数<

(2)仿函数>

(3)push()

(4)pop()

(5)top()

(6)size()

(7)empty()

4.完整代码段


一、什么是priority_queue

(1)priority_queue即优先级队列,是一种容器适配器,最大元素放在第一个。

(2)底层用堆实现,默认是大堆,因为默认大的优先级高,可随时插入元素,可快速查找最大元素,即优先级队列中第一个元素。

(3)优先级队列元素从特定容器的“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。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

(5)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,堆的物理结构是数组,所以优先级队列也是一个vector。

(6) 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。

二、priority_queue的使用

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。

1.priority_queue的构造

priority_queue有两种构造方式:

(1)构造一个空的优先级队列

explicit priority_queue (const Compare& comp = Compare(),
                         const Container& ctnr = Container());//构造一个控的优先级队列

构造一个空的优先级队列pq1: 

#include<iostream>
#include<queue>//队列
#include<vector>//数组
#include<functional>//比较符号,less 或 greater

using namespace std;

int main()
{
	priority_queue<int> pq1;//构造一个空的优先级队列
    
    pq1.push(3);//向优先级队列中插入元素
	pq1.push(1);
	pq1.push(6);
	pq1.push(12);
	pq1.push(7);

    while (!pq1.empty())
	{
		cout << pq1.top() << endl;
		pq1.pop();
	}
}

(2)用迭代器区间构造一个优先级队列

template <class InputIterator>
         priority_queue (InputIterator first, InputIterator last,
                         const Compare& comp = Compare(),
                         const Container& ctnr = Container());//用first和last之间的元素构造优先级队列

使用数组的迭代器区间构造一个优先级队列:

    vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	priority_queue<int> pq2(v.begin(), v.end()) ;//用v的迭代器区间构造pq2

以上都构造的是大堆,如何构造一个小堆呢?

可以使用如下模板构造:T是元素类型,Container 指定容器,Compare是元素比较方式,大于还是小于,默认为大于less,即大堆,如果想改成小堆,就用greater。

template <class T, class Container = vector<T>,
  class Compare = less<typename Container::value_type> > class priority_queue;

 value_type被typedef为T,编译器编译的时候是没有vecto的,因为vector没有被实例化,所以编译器编译的时候不知道Container是vector,不知道value_type类型。

构造一个小堆: 

    priority_queue<int,vector<int>,greater<vector<int>::value_type>> pq4;
	pq4.push(20);
	pq4.push(2);
	pq4.push(8);
	pq4.push(5);

	while (!pq4.empty())
	{
		cout << pq4.top() << endl;
		pq4.pop();
	}

  

2.push( )

向优先级队列中插入元素 

void push (const value_type& val);//向优先级队列中插入元素

 向pq3中插入元素:

    priority_queue<int> pq3;
	pq3.push(6);//向优先级队列中插入元素
	pq3.push(3);
	
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