C++STL——优先队列
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感谢GGBeng先生
C++STL——优先队列
一、相关定义
优先队列容器与队列一样，只能从队尾插入元素，从队首删除元素。但是它有一个特性，就是队列中最大的元素总是位于队首，所以出队时，并非按照先进先出的原则进行，而是将当前队列中最大的元素出队。这点类似于给队列里的元素进行了由大到小的顺序排序。元素的比较规则默认按元素值由大到小排序，可以重载“<”操作符来重新定义比较规则。
优先级队列可以用向量(vector)或双向队列(deque)来实现(注意list container不能用来实现queue，因为list的迭代器不是任意存取iterator，而pop中用到堆排序时是要求randomaccess iterator 的!)：
priority_queue<vector<int>, less<int> > pq1; // 使用递增less<int>函数对象排序
priority_queue<deque<int>, greater<int> > pq2; // 使用递减greater<int>函数对象排序
其成员函数有“判空(empty)” 、“尺寸(Size)” 、“栈顶元素(top)” 、“压栈(push)” 、“弹栈(pop)”等。
二、priority_queue
基本操作：
empty() 如果队列为空，则返回真
pop() 删除对顶元素，删除第一个元素
push() 加入一个元素
size() 返回优先队列中拥有的元素个数
top() 返回优先队列对顶元素，返回优先队列中有最高优先级的元素
在默认的优先队列中，优先级高的先出队。在默认的int型中先出队的为较大的数。
头文件：
#include <queue>
声明方式：
1、普通方法：
priority_queue<int> q; //通过操作，按照元素从大到小的顺序出队
priority_queue<int,vector<int>, greater<int> > q; //通过操作，按照元素从小到大的顺序出队
2、自定义优先级：(重写仿函数)
struct cmp {
bool operator()(int x, int y)
{
return x > y; // x小的优先级高 //也可以写成其他方式，如： return p[x] > p[y];表示p[i]小的优先级高
}
};
priority_queue<int, vector<int>, cmp> q; //定义方法
//其中，第二个参数为容器类型。第三个参数为比较函数。
3、结构体声明方式：
struct node {
int x, y;
friend bool operator < (node a, node b)
{
return a.x > b.x; //结构体中，x小的优先级高
}
};
priority_queue<node>q; //定义方法
//在该结构中，y为值, x为优先级。
//通过自定义operator<操作符来比较元素中的优先级。
//在重载”<”时，最好不要重载”>”，可能会发生编译错误
三、代码实现
优先队列，其构造及具体实现我们可以先不用深究，我们现在只需要了解其特性，及在做题中的用法。
以一个例子来解释吧(呃，写完才发现，这个代码包函了几乎所有我们要用到的用法，仔细看看吧)：
/*优先队列的基本使用 */ #include<stdio.h> #include<functional> #include<queue> #include<vector> using namespace std; //定义结构，使用运算符重载,自定义优先级1 struct cmp1{ bool operator ()(int &a,int &b){ return a>b;//最小值优先 } }; struct cmp2{ bool operator ()(int &a,int &b){ return a<b;//最大值优先 } }; //定义结构，使用运算符重载,自定义优先级2 struct number1{ int x; bool operator < (const number1 &a) const { return x>a.x;//最小值优先 } }; struct number2{ int x; bool operator < (const number2 &a) const { return x<a.x;//最大值优先 } }; int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0}; number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0}; number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0}; int main() { priority_queue<int>que;//采用默认优先级构造队列 priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值优先 priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值优先 priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”会被认为错误， //这是右移运算符，所以这里用空格号隔开 priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值优先 priority_queue<number1>que5; priority_queue<number2>que6; int i; for(i=0;a[i];i++){ que.push(a[i]); que1.push(a[i]); que2.push(a[i]); que3.push(a[i]); que4.push(a[i]); } for(i=0;num1[i].x;i++) que5.push(num1[i]); for(i=0;num2[i].x;i++) que6.push(num2[i]); printf("采用默认优先关系:\n(priority_queue<int>que;)\n"); printf("Queue 0:\n"); while(!que.empty()){ printf("%3d",que.top()); que.pop(); } puts(""); puts(""); printf("采用结构体自定义优先级方式一:\n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)\n"); printf("Queue 1:\n"); while(!que1.empty()){ printf("%3d",que1.top()); que1.pop(); } puts(""); printf("Queue 2:\n"); while(!que2.empty()){ printf("%3d",que2.top()); que2.pop(); } puts(""); puts(""); printf("采用头文件\"functional\"内定义优先级:\n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)\n"); printf("Queue 3:\n"); while(!que3.empty()){ printf("%3d",que3.top()); que3.pop(); } puts(""); printf("Queue 4:\n"); while(!que4.empty()){ printf("%3d",que4.top()); que4.pop(); } puts(""); puts(""); printf("采用结构体自定义优先级方式二:\n(priority_queue<number>que)\n"); printf("Queue 5:\n"); while(!que5.empty()){ printf("%3d",que5.top()); que5.pop(); } puts(""); printf("Queue 6:\n"); while(!que6.empty()){ printf("%3d",que6.top()); que6.pop(); } puts(""); return 0; }
运行结果如下：
采用默认优先关系: (priority_queue<int>que;) Queue 0: 91 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用结构体自定义优先级方式一: (priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;) Queue 1: 3 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 2: 91 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用头文件"functional"内定义优先级: (priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;) Queue 3: 3 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 4: 91 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 采用结构体自定义优先级方式二: (priority_queue<number>que) Queue 5: 3 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 Queue 6: 91 83 72 56 47 36 22 14 10 7 3 -------------------------------- Process exited after 1.235 seconds with return value 0 请按任意键继续. . .
