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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);