STL之priority_queue实现详解

优先队列

优先队列可以从尾部插入元素，然后从头部取出优先级（通过一个数值表示）最高的对象。这种支持插入，然后每次仅仅取出一个对象数据结构，完全天然和堆一一对应，所以通过堆实现优先队列适配器是天然的选择。也就是说最大堆其实就是优先队列。优先队列没有迭代器，进出都有一定的规则，只有queue顶端的元素（权重最高者），才有机会被外界取用。

STL源码

#ifndef __STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATES
template <class T, class Sequence = vector, 
          class Compare = less<typename Sequence::value_type> >
#else
template <class T, class Sequence, class Compare>
#endif
class  priority_queue {
public:
  typedef typename Sequence::value_type value_type;
  typedef typename Sequence::size_type size_type;
  typedef typename Sequence::reference reference;
  typedef typename Sequence::const_reference const_reference;
protected:
  Sequence c;
  Compare comp;
public:
  priority_queue() : c() {}
  explicit priority_queue(const Compare& x) :  c(), comp(x) {}

#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
  template <class InputIterator>
  priority_queue(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& x)
    : c(first, last), comp(x) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }
  template <class InputIterator>
  priority_queue(InputIterator first, InputIterator last) 
    : c(first, last) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }
#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
  priority_queue(const value_type* first, const value_type* last, 
                 const Compare& x) : c(first, last), comp(x) {
    make_heap(c.begin(), c.end(), comp);
  }
  priority_queue(const value_type* first, const value_type* last) 
    : c(first, last) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }//将元素优先级比较
#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */

  bool empty() const { return c.empty(); }
  size_type size() const { return c.size(); }
  const_reference top() const { return c.front(); }
  void push(const value_type& x) {//实际就是插入，然后push_heap
    __STL_TRY {
      c.push_back(x); 
      push_heap(c.begin(), c.end(), comp);
    }
    __STL_UNWIND(c.clear());
  }
  void pop() {//实际就是pop_heap，然后弹出外部元素
    __STL_TRY {
      pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);
      c.pop_back();
    }
    __STL_UNWIND(c.clear());
  }
};

使用例子

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
class Course{
public:
    Course(){}
    Course(const string &n , const int &pri):name(n) , priority(pri){}
    bool operator<(const Course& x) const{
        return priority < x.priority;
    }
    string name;
    int priority;
};

int main()
{
    Course Course1("math" , 5);
    Course Course2("english" ,   4);
    Course Course3("chinese" ,   3 );
    Course Course4("history" ,   2);
    Course Course5("chemistry" , 1);
    priority_queue pri_que;
    pri_que.push(Course5);
    pri_que.push(Course4);
    pri_que.push(Course3);
    pri_que.push(Course2);
    pri_que.push(Course1);
    while(!pri_que.empty()){
        std::cout << pri_que.top().name << endl;//取出优先级最高
        pri_que.pop();//然后谈出元素
    }

注意：先top读取，然后pop删除优先队列顶的元素。实际上是通过堆操作的，上述重要的就是重载<运算符，使得两个科目对象可以比较。