优先队列介绍:
1.优先队列是一种容器适配器,根据严格的弱排序标准,它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。
2.优先队列被实现为容器适配器,容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类,queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出,其称为优先队列的顶部。
3.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
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。
注意:默认情况下priority_queue是大堆
priority_queue的模拟实现:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// 仿函数, 函数对象: 重载"()"运算符
template <class T>
class Greater
{
public:
bool operator()(const T& a, const T& b)
{
return a > b;
}
};
template <class T>
class Less
{
public:
bool operator()(const T& a, const T& b)
{
return a < b;
}
};
template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = Greater<T>>
class PriortyQueue
{
public:
void Push(const T& val)
{
//先把元素放到数组的最后一个位置
_con.push_back(val);
//向上调整,使其满足堆的性质
shiftUp(_con.size() - 1);
}
//从下向上调整,随时更新parent、child
void shiftUp(size_t child)
{
//定义一个仿函数对象,通过仿函数对象的比较规则对堆元素进行调整
Compare _cmp;
//和父节点比较大小
size_t parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0)
{
/*if (_con[child] < _con[parent])*/
if (_cmp(_con[child], _con[parent]))
{
swap(_con[child], _con[parent]);
//更新父子节点位置
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
//从上向下调整,
void shiftDown(size_t parent)
{
//比较
Compare _cmp;
size_t child = 2 * parent + 1;
while (child < _con.size())
{
//如果右孩子存在,且值大于左孩子的值,取右孩子的值
//if (child + 1 < _con.size() && _con[child + 1] < _con[child])
if (child + 1 < _con.size() && _cmp(_con[child + 1], _con[child]))
child++;
//if (_con[child] < _con[parent])
if (_cmp(_con[child], _con[parent]))
{
swap(_con[child], _con[parent]);
parent = child;
child = 2 * parent + 1;
}
else
{
//堆的性质已经满足,结束调整
break;
}
}
}
void Pop()
{
//交换根元素和最后一个叶子节点元素
swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
//删除最后一个元素
_con.pop_back();
//从根部向下调整,使其满足堆的性质
shiftDown(0);
}
T& Top()
{
return _con[0];
}
bool Empty()
{
return _con.empty();
}
size_t Size()
{
return _con.size();
}
public:
Container _con;
};
int main()
{
PriortyQueue<int, vector<int>, Greater<int>> pq;
pq.Push(1);
pq.Push(2);
pq.Push(3);
pq.Push(4);
pq.Push(5);
while (!pq.Empty())
{
cout << pq.Top() << endl;
pq.Pop();
}
system("pause");
return 0;
}