priority_queue的用法

本文介绍如何使用STL中的make_heap、pop_heap和push_heap算法实现类似于STL提供的priority_queue的功能。通过示例代码详细讲解了如何创建、操作大顶堆和小顶堆,并演示了自定义类型在priority_queue中的应用。

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priority_queue调用 STL里面的 make_heap(), pop_heap(), push_heap() 算法实现,也算是堆的另外一种形式。先写一个用 STL 里面堆算法实现的与真正的STL里面的 priority_queue用法相似的priority_queue, 以加深对 priority_queue 的理解


?

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
 
 
using
namespace
std;
 
 
class
priority_queue
{
    
private
:
        
vector<
int
> data;
         
 
    
public
:
        
void
push(
int
t ){ 
            
data.push_back(t); 
            
push_heap( data.begin(), data.end()); 
        
}
         
 
        
void
pop(){
            
pop_heap( data.begin(), data.end() );
            
data.pop_back();
        
}
         
 
        
int
top() {
return
data.front(); }
        
int
size() {
return
data.size(); }
        
bool
empty() {
return
data.empty(); }
};
 
 
 
 
int
main()
{
    
priority_queue test;
    
test.push( 3 );
    
test.push( 5 );
    
test.push( 2 );
    
test.push( 4 );
     
 
    
while
( !test.empty() ){
        
cout << test.top() << endl;
        
test.pop(); }
         
 
    
return
0;
 
 
}

 
STL里面的 priority_queue 写法与此相似,只是增加了模板及相关的迭代器什么的。
priority_queue 对于基本类型的使用方法相对简单。他的模板声明带有三个参数:
priority_queue<Type, Container, Functional>
其中Type 为数据类型, Container 为保存数据的容器,Functional 为元素比较方式。
Container 必须是用数组实现的容器,比如 vector, deque 但不能用 list.
STL里面默认用的是 vector. 比较方式默认用 operator< , 所以如果你把后面俩个参数缺省的话,
优先队列就是大顶堆,队头元素最大。
 
?

#include <iostream>
#include <queue>
 
 
using
namespace
std;
 
 
int
main(){
    
priority_queue<
int
> q;
     
 
    
for
(
int
i= 0; i< 10; ++i ) q.push(
rand
() );
    
while
( !q.empty() ){
        
cout << q.top() << endl;
        
q.pop();
    
}
     
 
    
getchar
();
    
return
0;
}

 
如果要用到小顶堆,则一般要把模板的三个参数都带进去。
STL里面定义了一个仿函数 greater<>,对于基本类型可以用这个仿函数声明小顶堆
 
?

#include <iostream>
#include <queue>
 
 
using
namespace
std;
 
 
int
main(){
    
priority_queue<
int
, vector<
int
>, greater<
int
> > q;
     
 
    
for
(
int
i= 0; i< 10; ++i ) q.push(
rand
() );
    
while
( !q.empty() ){
        
cout << q.top() << endl;
        
q.pop();
    
}
     
 
    
getchar
();
    
return
0;
}

 


对于自定义类型,则必须自己重载 operator< 或者自己写仿函数
 
?

#include <iostream>
#include <queue>
 
 
using
namespace
std;
 
 
struct
Node{
    
int
x, y;
    
Node(
int
a= 0,
int
b= 0 ):
        
x(a), y(b) {}
};
 
 
bool
operator<( Node a, Node b ){
    
if
( a.x== b.x )
return
a.y> b.y;
    
return
a.x> b.x; 
}
 
 
int
main(){
    
priority_queue<Node> q;
     
 
    
for
(
int
i= 0; i< 10; ++i )
    
q.push( Node(
rand
(),
rand
() ) );
     
 
    
while
( !q.empty() ){
        
cout << q.top().x <<
' '
<< q.top().y << endl;
        
q.pop();
    
}
     
 
    
getchar
();
    
return
0;
}


自定义类型重载 operator< 后,声明对象时就可以只带一个模板参数。
但此时不能像基本类型这样声明
priority_queue<Node, vector<Node>, greater<Node> >;
原因是 greater<Node> 没有定义,如果想用这种方法定义则可以按如下方式:
 
?

#include <iostream>
#include <queue>
 
 
using
namespace
std;
 
 
struct
Node{
    
int
x, y;
    
Node(
int
a= 0,
int
b= 0 ):
        
x(a), y(b) {}
};
 
 
struct
cmp{
    
bool
operator() ( Node a, Node b ){
        
if
( a.x== b.x )
return
a.y> b.y;
         
 
        
return
a.x> b.x; }
};
 
 
int
main(){
    
priority_queue<Node, vector<Node>, cmp> q;
     
 
    
for
(
int
i= 0; i< 10; ++i )
    
q.push( Node(
rand
(),
rand
() ) );
     
 
    
while
( !q.empty() ){
        
cout << q.top().x <<
' '
<< q.top().y << endl;
        
q.pop();
    
}
     
 
    
getchar
();
    
return
0;

 
 
 
 
//以上代码实现的是一个小顶堆

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