C++学习_队列_三

本文介绍了C++中的普通队列,包括进队、出队操作,以及如何使用queue.front()、queue.back()、queue.size()和queue.empty()等函数。此外,还探讨了自定义优先级算法的概念,虽然默认队列按FIFO原则,但可通过仿函数实现不同排序策略。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

普通队列

队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,即从尾部(队尾)进入,从头部进入

进队

使用push()函数进队,push()函数会将元素插入到队尾

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>

using namespace std;

int main() {
    queue<int> a;
    a.push(10);
    a.push(20);
    a.push(30);
    a.push(40);
    cout << a.front();
    cout << a.back();
    return 0;
}

出队

使用pop()函数出队,pop()函数会将第一个元素出队

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>

using namespace std;

int main() {
    queue<int> a;
    a.push(10);
    a.push(20);
    a.push(30);
    a.push(40);
    a.pop();
    a.pop();
    cout << a.front();
    cout << a.back();
    return 0;
}

其他函数

  • queue.front()访问第一个元素
  • queue.back()访问最后一个元素
  • queue.size()得到队列的长度
  • queue.empty()返回队列是否为空,返回0表示不为空 ```cpp #include #include #include

using namespace std;

int main() { queue a; a.push(10); a.push(20); a.push(30); a.push(40); cout << a.front() << "\n"; cout << a.back() << "\n"; cout << a.empty() << "\n"; cout << a.size() << "\n"; return 0; }


# 优先队列
优先队列主要优先级算法有区别,出队与一般的队列是一样的
## 定义
priority_queue<Type, Container, Functional>,第一个泛型是元素类型,第二个类型是,第三个类型是优先级算法
```c++
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>

using namespace std;

int main() {
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> a;
    //priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> a;
    a.push(10);
    a.push(40);
    a.push(90);
    a.push(6);
    a.push(100);
    while(!a.empty()) {
        cout << a.top() << "  ";
        a.pop();
    }
    return 0;
}

这是一个升序的队列,也就是优先数大的会放在队尾(我也不知道为什么)

他的输出是

6  10  40  90  100

如果元素是字符串类型的话会按首字母排序

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <string>

using namespace std;

int main() {
    priority_queue<string, vector<string>, greater<string>> a;
    a.push("hu");
    a.push("ab");
    a.push("bh");
    a.push("io");
    a.push("dhe");
    while(!a.empty()) {
        cout << a.top() << "  ";
        a.pop();
    }
    return 0;
}

输出是

ab  bh  dhe  hu  io

自定义优先级算法

自定义优先级主要是通过一个仿函数(我也不大清楚)来实现

#include <functional>
#include <queue>
#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

template<typename T> void print_queue(T& q) {
    while(!q.empty()) {
        cout << q.top() << " ";
        q.pop();
    }
    cout << '\n';
}

int main() {
    priority_queue<int> q;

    for(int n : {1,8,5,6,3,4,0,9,7,2})
        q.push(n);

    print_queue(q);

    priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int> > q2;

    for(int n : {1,8,5,6,3,4,0,9,7,2})
        q2.push(n);

    print_queue(q2);

    // Using lambda to compare elements.
    auto cmp = [](int left, int right) { return (left ^ 1) < (right ^ 1);};
    priority_queue<int, std::vector<int>, decltype(cmp)> q3(cmp);

    for(int n : {1,8,5,6,3,4,0,9,7,2})
        q3.push(n);

    print_queue(q3);

}

??正文结束??
<think>好的,用户想了解C++中优先队列priority_queue的用法,包括使用方法、示例、语法和解释。我需要根据提供的引用资料来整理回答。 首先,要确定priority_queue的基本用法。根据引用[1],priority_queue在C++中需要包含头文件,但引用[4]提到头文件是<queue>,而引用[5]的例子也使用了#include <queue>,所以应该纠正引用[4]中的头文件错误。基本语法是priority_queue<类型, 容器, 比较函数>,默认使用vector作为容器,比较函数默认是less,形成大顶堆。 接下来,自定义比较函数部分。引用[1]和[2]提到可以使用仿函数或decltype来指定比较函数。例如,仿函数需要重载operator(),并且注意比较的逻辑,比如引用[2]中的例子用*a > *b实现小顶堆。同时,引用[3]展示了使用less和greater来创建大顶堆和小顶堆的不同方法。 然后,示例部分。引用[5]提供了基本的示例代码,使用默认的priority_queue,输出是按大顶堆排列。需要补充小顶堆的示例,以及使用自定义比较函数的例子,比如结构体或指针的比较。 需要注意语法中的细节,比如模板参数的位置,使用decltype时需要配合构造函数传递比较函数对象,如引用[1]中的例子。此外,在C++17之后可能可以省略模板参数,但为了兼容性最好明确指定。 用户可能的问题包括如何调整堆的类型、自定义数据结构的比较方法,以及为什么使用仿函数。需要确保回答覆盖这些点,并引用正确的资料。例如,引用[3]解释了大顶堆和小顶堆的不同声明方式,引用[2]展示了指针类型的比较方法。 最后,生成相关问题,可能涉及性能、应用场景或与其他容器的比较。需要确保问题与主题相关,并基于引用内容,比如比较函数的实现方式或优先队列的时间复杂度。 总结回答结构:基本用法、自定义比较函数的种方法、示例代码、注意事项,然后相关问题。确保每个部分都有对应的引用支持,并正确标注引用标识。</think>### C++中priority_queue的用法详解 #### 1. 基本语法与默认行为 优先队列`priority_queue`是C++标准库提供的**堆数据结构**实现,包含在头文件`<queue>`中[^4][^5]。其默认行为为**大顶堆**(降序排列),声明语法为: ```cpp priority_queue<T, Container, Compare> pq; ``` - `T`:元素类型(如`int`、`string`) - `Container`:底层容器(默认`vector<T>`) - `Compare`:比较函数(默认`less<T>`,即大顶堆) 例如,创建整数大顶堆: ```cpp priority_queue<int> pq; // 等价于 priority_queue<int, vector<int>, less<int>> ``` #### 2. 自定义比较函数方法 ##### (1) 使用内置函数对象 通过`greater<T>`创建**小顶堆**(升序排列): ```cpp priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> min_heap; // 小顶堆[^3] ``` ##### (2) 自定义仿函数(推荐) 定义含`operator()`的类,例如处理指针类型: ```cpp class Compare { public: bool operator()(int* a, int* b) { return *a > *b; // 小顶堆比较规则[^2] } }; priority_queue<int*, vector<int*>, Compare> ptr_heap; ``` ##### (3) 使用decltype与lambda表达式(C++11+) 适用于需要动态比较逻辑的场景: ```cpp auto cmp = [](int a, int b) { return a > b; }; priority_queue<int, vector<int>, decltype(cmp)> custom_heap(cmp); // 需传递lambda对象[^1] ``` #### 3. 完整示例代码 ##### 示例1:默认大顶堆 ```cpp #include <iostream> #include <queue> using namespace std; int main() { int arr[] = {3, 1, 4, 1, 5}; priority_queue<int> pq; for (int x : arr) pq.push(x); while (!pq.empty()) { cout << pq.top() << " "; // 输出:5 4 3 1 1 pq.pop(); } return 0; } ``` ##### 示例2:结构体排序 ```cpp struct Node { int value; Node(int v) : value(v) {} }; struct NodeCompare { bool operator()(const Node& a, const Node& b) { return a.value < b.value; // 按value降序排列 } }; priority_queue<Node, vector<Node>, NodeCompare> node_heap; ``` #### 4. 关键注意事项 1. **时间复杂度**:插入(`push`)和删除堆顶(`pop`)操作均为$O(\log n)$,访问堆顶(`top`)为$O(1)$[^3] 2. **元素类型要求**:比较函数需满足**严格弱序**关系 3. **容器选择**:底层容器必须支持随机访问迭代器(如`vector`或`deque`)
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