C++ priority_queue 常见用法全解(代码版)

本文详细介绍了C++标准库中priority_queue容器的使用方法,并通过两个实例演示了自定义类型排序的不同实现方式。包括默认的大顶堆和小顶堆用法,以及如何通过自定义比较函数来实现特定需求。

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priority_queue的用法和queue基本一样,难点在于自定义类型的自动排序。一共有三种写法。默认是vector作为底层结构。

代码实例1:

class struc{
public:
    int x;
    int y;
    struc(int a, int b): x(a), y(b){}
    
    bool operator<(const struc& b) const        //自定义排序。写在类里面必须是const函数!
    {
        return this->x * this->y > b.x * b.y;
    }
};

void priority_queue_test()
{
    priority_queue<int> pq1;    //默认大顶堆,大的在前面。
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > pq2;  //小顶堆,小的在前面
    
    
    priority_queue<struc> Mypq;
    
    Mypq.push(struc(2, 2));
    Mypq.push(struc(1, 5));
    
    while(!Mypq.empty())
    {
        cout<<Mypq.top().x<<" "<<Mypq.top().y<<endl;           //注意priority_queue取头元素是 top();
        Mypq.pop();
    }
}

代码实例2:


class struc{
public:
    int x;
    int y;
    struc(int a, int b): x(a), y(b){}
};

struct compare{
    bool operator()(const struc& a, const struc& b)     //自定义排序。
    {
        return a.x * b.y < b.x * b.y;
    }
};

void priority_queue_test()
{
    priority_queue<struc, vector<struc>, compare> Mypq;	//这种情况就必须写一个struct compare
    
    Mypq.push(struc(2, 2));
    Mypq.push(struc(1, 5));
    while(!Mypq.empty())
    {
        cout<<Mypq.top().x<<" "<<Mypq.top().y<<endl;           //注意priority_queue取头元素是 top();
        Mypq.pop();
    }
}



C++中,`priority_queue` 是一种容器适配器,用于实现优先队列。它的第一个元素总是当前包含的元素中最大的(默认情况下),这使得它非常适合需要快速访问最大元素的场景[^4]。 ### 基本用法 `priority_queue` 的模板类型定义如下: ```cpp template <typename T, typename Container=std::vector<T>, typename Compare=std::less<T>> class priority_queue; ``` 这意味着 `priority_queue` 需要三个模板参数: - `T`:存储在队列中的元素类型。 - `Container`:用于存储数据的底层容器,默认为 `std::vector<T>`。 - `Functional`:比较函数或对象,用于确定元素的排序规则,默认为 `std::less<T>`,即构建大根堆[^2]。 ### 创建和初始化 创建一个简单的 `priority_queue` 实例非常直接。下面的例子展示了如何声明一个整数类型的优先队列,并向其中添加一些元素: ```cpp #include <iostream> #include <queue> int main() { std::priority_queue<int> pq; // 向优先队列中添加元素 pq.push(10); pq.push(30); pq.push(20); // 输出队列顶部元素,即最大的元素 std::cout << "Top element: " << pq.top() << std::endl; // 输出30 // 移除顶部元素 pq.pop(); // 再次输出顶部元素 std::cout << "New top element: " << pq.top() << std::endl; // 输出20 return 0; } ``` ### 自定义比较器 如果需要创建一个小根堆而不是默认的大根堆,可以通过提供自定义的比较器来实现。例如,使用 `std::greater<T>` 比较器可以轻松地创建一个小根堆: ```cpp #include <iostream> #include <queue> #include <functional> // std::greater int main() { // 使用 std::greater<int> 创建小根堆 std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> minPQ; minPQ.push(10); minPQ.push(30); minPQ.push(20); // 输出最小的元素 std::cout << "Minimum element: " << minPQ.top() << std::endl; // 输出10 return 0; } ``` ### 注意事项 - `priority_queue` 不支持迭代器,因此不能直接遍历队列中的所有元素。 - 插入和删除操作的时间复杂度接近于对数时间,即 O(log n)。 - 底层容器的选择会影响性能,通常推荐使用 `std::vector` 或 `std::deque`,因为它们提供了良好的随机访问特性[^3]。 通过上述介绍和示例,应该能够开始在自己的项目中使用 `priority_queue` 来处理需要优先级管理的数据了。
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