简单优先队列实现-基于最小堆

一、什么是优先队列

优先队列不是按照普通对象先进先出原FIFO则进行数据操作，其中的元素有优先级属性，优先级高的元素先出队。本文提到的优先队列，是基于最小堆原理实现。

二、什么是最小堆

• 最小堆是一个完全二叉树，所谓的完全二叉树是一种没有空节点的二叉树。
• 最小堆的完全二叉树有一个特性是根节点必定是最小节点，子女节点一定大于其父节点。还有一个特性是叶子节点数量=全部非叶子节点数量+1
• 在优先队列中，基于数组保存了完全二叉树。所以在已知任意一个节点在数组中的位置，就可以通过一个公式推算出其左子树和右子树的下标。已知节点下标是i，那么他的左子树是2*i+1，右子树是2*i+2。

三、实现

包括以下方法：

• Push() 向队列添加一个元素
• Pop() 删除队首元素
• size() 返回当前队列元素个数
• Front() 返回队首元素

#include
using namespace std;

const int maxn = 1005;

class Priority_queue {
public:
    Priority_queue():len(0) {}

    ///添加元素
    int Push(int num) {
        if(len >= maxn-1)
            return -1;
        m_queue[++len] = num;

        int j = len;
        while(j != 1) {
            int p = j/2;
            if(m_queue[p] > num) {
                m_queue[j] = m_queue[p];
                m_queue[p] = num;
            }
            j/=2;
        }
    }

    ///队首元素
    int Front() {
        if(len == 0)
            return -1;
        return m_queue[1];
    }

    ///删除队首元素
    int Pop() {
        if(len > 0) {
            m_queue[1] = m_queue[len];
            --len;
            int i=1;
            while(i*2 <= len) {
                int j = i*2;
                int index, minx;
                if(i*2+1 <= len) {
                    if(m_queue[j] < m_queue[j+1]) {
                        minx = m_queue[j];
                        index = j;
                    } else {
                        minx = m_queue[j+1];
                        index = j+1;
                    }
                } else {
                    index=j;
                }
                if(m_queue[i] > minx) {
                    int temp = m_queue[i];
                    m_queue[i] = m_queue[index];
                    m_queue[index] = temp;
                }
                i = index;
            }
            return 0;
        }
        return -1;
    }

    ///返回队的长度
    int size() {
        return len;
    }
private:
    int m_queue[maxn];
    int len;
};

int main() {
    int n, t;
    cin >> n;
    Priority_queue que;
    for(int i=0; i> t;
        que.Push(t);
    }
    for(int i=0; iwhile(que.size() != 0) {
            cout << que.Front() << " ";
            que.Pop();
        }
    }
}

运行结果

*注 本文只是简单的实现优先队列，对一些异常情况没有讨论，仅供学习使用。