【C++】队列优先队列详解——deque.queue.priority_queue

deque

1. 可以队首和队尾插入，也可以队首和队尾弹出

2. 支持随机访问，即可以直接用下标来访问元素。它和vector有点像，因为它可以index索引和at()函数索引，当然，也可以迭代器索引。

3. 此外，它可以进行指定尺寸的构造，queue就不可以指定尺寸构造。

构造函数

deque<int> q1;
deque<int> q2(6,8);//6个值为8的成员
deque<int> q3(q2.begin() + 2, q2.end());
deque<int> q4(q2);

迭代器

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常用操作

操作明显多于queue和pq

empty(); //判断容器是否为空
clear();  //清空容器的所有数据
size(); //返回容器中的元素的个数
resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(num,elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则超出容器长度的元素被删除。
clear();  //清空容器的所有数据
swap();

访问操作

at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素

插入删除覆盖

deque<int>::iterator it = bar.begin();
push_back(elem);  //在容器尾部添加一个数据
push_front(elem);  //在容器头部插入一个数据
pop_back();  //删除容器最后一个数据
pop_front();  //删除容器第一个数据

insert(pos,elem);  //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值
insert(pos,beg,end);  //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值

erase(beg,end);  //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

assign(beg, end);  //将[beg,end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n,elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

关于push和emplace的区别

https://blog.youkuaiyun.com/jokerMingge/article/details/119736247

C++11

emplace()
emplace_back()
emplace_front()
emplace_cbegin
emplace_crbegin    
emplace_cend
emplace_crend ;
shrink_to_fit();  //请求容器减少内存使用以适应其大小。 

与其他container的区别

头插

vector对于头部的插入效率低，数据量越大，效率越低，例如头部后有十万个数据，则往头部插入一个数据时，十万个数据都需要往后挪一挪才能在头部插入数据。deque相对而言，对头部的插入删除速度会比vector快。deque在头部和尾部进行数据插入和删除操作更加高效。

如果没有频繁在头部或尾部进行插入和删除操作，deque比list和forward_list的性能更差。

访问

vector访问元素时的速度会比deque快。

存储

与vector不同的是，deque不能保证所有的元素存储在连续的空间中，在deque中通过指针加量方式访问元素可能会导致非法的操作。

vector使用使用动态数组，该数组通常需要动态增长；deque中的元素可能分散在不同的存储块中，在deque中保存一些必要的信息，通常用来在常数范围内直接访问deque中的任何一个元素，所以deque的内部实现比vector复杂，但是这些额外信息使得dque在某些情况下增长更加的高效，特别是在序列比较大，重新分配成本比较高的情况下。

内部工作原理

和 vector 容器采用连续的线性空间不同，deque 容器存储数据的空间是由一段一段等长的连续空间构成，各段空间之间并不一定是连续的，可以位于在内存的不同区域。为了管理这些连续空间，deque 容器用数组存储着各个连续空间的首地址。也就是说，数组中存储的都是指针，指向那些真正用来存储数据的各个连续空间。

通过建立数组，deque 容器申请的这些分段的连续空间就能实现“整体连续”的效果。换句话说，当 deque 容器需要在头部或尾部增加存储空间时，它会申请一段新的连续空间，同时在数组的开头或结尾添加指向该空间的指针，由此该空间就串接到了 deque的头部或尾部。

priority_queue

优先队列是一种会按照默认或自定义的优先级进行自动排序的队列，其特点是优先级高的元素排在队首，低的排在队尾。

创建

数据类型：可以是int、double等基本类型，也可以是自定义的结构体。
容器类型：一般为deque（双端列表）、vector（向量容器），可省略，省略时以vector为默认容器。
pq：优先队列名。

priority_queue< 数据类型，容器类型，优先规则> pq;
priority_queue<int> pq;
priority_queue<int,vector<int>,less<int> > pq;   //以less为排列规则（大顶堆，表示顶堆元素比其他都大）
priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > pq; //以greater为排列规则（小顶堆，表示顶堆元素比其他都小）

常用操作

pq.push();    //入队
pq.pop();     //出队
pq.size()     //返回当前对中元素个数
pq.top();     //优先队列   取队首元素
pq.empty();   //判断是否为空（空返回 1，非空返回 0）
C++11
pq.swap()
pq.emplace()

与queue的区别在于queue有front()和back()，而pq只有top()

queue

(58条消息) C++队列queue用法详解_KEPROM的博客-优快云博客_c++ queue

一般直接用deque。deque的功能比queue更全,而且queue底层也是用deque创建的

创建

queue<数据类型，容器类型> q;

数据类型：可以是int、double等基本类型，也可以是自定义的结构体。
容器类型：一般为deque或者list（双向链表），可省略，省略时以deque为默认容器。

queue<int> q;  //使用默认的双端队列为底层容器创建一个空的queue队列对象q，数据元素为int类型。
queue<int,list<int>> q1;
queue<int,list<int>> q2(q1);
/*复制构造函数(queue(const queue&))，用一个queue对象创建新的queue对象。 
利用queue对象q1，创建一个以双向链表为底层容器的queue对象q2*/

1. 和 stack 一样，queue 也没有迭代器。访问元素的唯一方式是遍历容器内容，并移除访问过的每一个元素。
2. 只能队尾插入，队首弹出。
3. queue不初始化元素个数或者初始化值

常用操作

q.push(x);      //入队，将元素 x 从队尾插入（尾插法）
q.pop();        //出队，删除对首元素，并返回其值
q.size();       //返回队中元素个数
q.front();      //返回队首元素
q.back();       //返回队尾元素
q.empty();      //判断是否为空（空返回 1，非空返回 0）
C++11
q.swap(q2)
q.emplace(x)	//入队

empty()函数可以判断队列是否为空，但没有clear来清空，可以创建空的queue用swap函数交换

queue q2;
if (q1.empty()) {
cout << “q1 is empty” << endl;
}
q1.swap(q2);
if (q1.empty()) {
cout << “q1 is empty after swap” << endl;
}