C++ priority

C++ priority_queue

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本博客主要内容讲解了优先队列的对应接口的使用

文章目录

C++ priority_queue
- 1. priority_queue的介绍和使用
- 2. priority_queue的使用
- 3.相关的oj题

1. priority_queue的介绍和使用

首先我们可以将priority_queue理解为我们在数据结构中学习的堆,但是这里个人觉得是堆的升级版，因为它的名字叫”优先“队列。

也就是**说我们可以人为的控制堆中的元素是以何种方式比较**。

也可以阅读priority_queue的官方文档

以下是priority_queue 的相关介绍：

优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。

此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)。

优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出，其称为优先队列的顶部。

底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：

empty()：检测容器是否为空
size()：返回容器中有效元素个数
front()：返回容器中第一个元素的引用
push_back()：在容器尾部插入元素
pop_back()：删除容器尾部元素

标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的priority_queue类实例化指

定容器类，则使用vector。

需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数

make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。

2. priority_queue的使用

优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用priority_queue。注意：默认情况下priority_queue是大堆。

函数声明	接口说明
priority_queue()/priority_queue(first, last)	构造一个空的优先级队列/使用迭代器构造一个非空优先级队列
empty()	判断当前优先级队列是否为空
top()	返回堆顶元素即最大/最小元素
push(x)	在优先级队列中插入元素x
pop()	删除堆顶的元素即最大/最小的元素

【注意】

1.默认情况下，priority_queue是大堆。

#include <vector>
#include <queue>
#include <functional> // greater算法的头文件
void TestPriorityQueue()
{
 // 默认情况下，创建的是大堆，其底层按照小于号比较
 vector<int> v{3,2,7,6,0,4,1,9,8,5};
 priority_queue<int> q1;
 for (auto& e : v)
 q1.push(e);
 cout << q1.top() << endl;
 // 如果要创建小堆，将第三个模板参数换成greater比较方式
 priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q2(v.begin(), v.end());
 cout << q2.top() << endl;
}

2.当我们想在priority_queue中放入自定义类型，那么我们需要在自定义类型中给出<或者>的重载

class Date
{
public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 bool operator<(const Date& d)const
 {
 return (_year < d._year) ||
 (_year == d._year && _month < d._month) ||
 (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
 }
 bool operator>(const Date& d)const
 {
 return (_year > d._year) ||
 (_year == d._year && _month > d._month) ||
 (_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);
 }
 friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
 {
 _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
 return _cout;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
void TestPriorityQueue()
{
 // 大堆，需要用户在自定义类型中提供<的重载
 priority_queue<Date> q1;
 q1.push(Date(2018, 10, 29));
 q1.push(Date(2018, 10, 28));
 q1.push(Date(2018, 10, 30));
 cout << q1.top() << endl;
 // 如果要创建小堆，需要用户提供>的重载
 priority_queue<Date, vector<Date>, greater<Date>> q2;
 q2.push(Date(2018, 10, 29));
 q2.push(Date(2018, 10, 28));
 q2.push(Date(2018, 10, 30));
 cout << q2.top() << endl;
}