STL queue
stack(栈)和queue(队列)是在程序设计中经常会用到的数据容器,STL为我们提供了方便的stack(栈)和queue(队列)的实现。
准确的说,STL中的stack和queue不同于vector、list等容器,而是对这些容器进行了重新的包装。这里我们不去深入讨论STL的stack和queue的实现细节,而是来了解一些他们的基本使用。
queue
queue模版类的定义在<queue
>头文件中。
queue与stack相似,queue模版类也需要两个模版参数,一个元素类型,一个容器类型,元素类型时必须的,容器类型时可选的,默认为deque类型。
定义queue对象的示例代码必须如下:
queue<int> q;
queue<double> qq;
queue的基本操作:
q.push(x); // 入队列
q.pop(); // 出队列
q.front(); // 访问队首元素
q.back(); // 访问队尾元素
q.empty(); // 判断队列是否为空
q.size(); // 访问队列中的元素个数
priority_queue
在<queue
>头文件中,还定义了另一个非常有用的模版类priority_queue(优先队列)。优先队列与队列的差别在于优先队列不是按照入队的顺序出队,而是按照队列中元素的优先权出队列(默认为大者优先,也可以通过指定算子来指定自己的优先顺序)。
priority_queue模版类有三个模版参数,第一个是元素类型,第二个是容器类型,第三个是比较算子。其中后两者都可以忽略,默认容器为vector,默认算子为less,即小的往前排,大的往后排(出队列时列尾元素先出队)。
定义priority_queue对象的代码示例:
priority_queue<int> q;
priority_queue<pair<int, int> > qq; // 注意在两个尖括号之间一定要留空格,防止误判
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > qqq;// 定义小的先出队列
priority_queue的基本操作与queue的略微不同。
priority_queue的基本操作:
q.empty() // 如果队列为空,则返回true,否则返回false
q.size() // 返回队列中元素的个数
q.pop() // 删除队首元素,但不返回其值
q.top() // 返回具有最高优先级的元素值,但不删除该元素
q.push(item) // 在基于优先级的适当位置插入新元素
初学者在使用priority_queue时,最困难的可能就是如何定义比较算子了。如果是基本数据类型,或已定义了比较运算符的类,可以直接使用STL的less算子和greater算子——默认为使用less算子。如果要定义自己的比较算子,方法有多种,这里介绍其中一种:重载比较运算符。优先队列试图这两个元素x和y代入比较运算符(对于less算子,调用x < y,对于greater算子,调用x > y),若结果为真,则x排在y前面,y将先出队列,反之,则y排在x前面,x将先出队列。
如下算子示例:
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
class T
{
public:
int x, y, z;
T(int a, int b, int c) : x(a), y(b), z(c) {}
};
bool operator < (const T &tOne, const T &tTwo)
{
return tOne.z < tTwo.z; // 按照z的顺序来决定tOne和tTwo的顺序
}
int main()
{
priority_queue<T> q;
q.push(T(4, 4, 3));
q.push(T(2, 2, 5));
q.push(T(1, 5, 4));
q.push(T(3, 3, 6));
while (!q.empty())
{
T t = q.top();
q.pop();
cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << '\n';
}
return 0;
}
输出结果为(注意是按照z的顺序从大到小出队列):
3 3 6
2 2 5
1 5 4
4 4 3
如果想要按照z的顺序从小到大出队列,只需要改动比较运算符重载为:
bool operator > (const T &tOne, const T &tTwo)
{
return tOne.z > tTwo.z; // 按照z的顺序来决定tOne和tTwo的顺序
}
输出结果为:
4 4 3
1 5 4
2 2 5
3 3 6
如果我们把第一个例子中的比较运算符重载为:
bool operator < (const T &tOne, const T &tTwo)
{
return tOne.z > tTwo.z; // 按照z的顺序来决定tOne和tTwo的顺序
}
则会得到和第二个例子一样的结果,所以,决定算子的是比较运算符重载函数内部的返回值