C++STL队列以及优先队列小结
本文转载自该两处链接：优先队列 priority_queue 详解和队列与优先队列的总结
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C++ STL 队列的使用（普通队列，双端队列，优先队列）
C++STL——优先队列
- 队列
一、队列的定义：
是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队，从队列中删除一个队列元素称为出队。因为队列只允许在一端插入，在另一端删除，所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除，故队列又称为先进先出（FIFO—first in first out）
c++队列queue模板类的定义在头文件中,queue 模板类需要两个模板参数，一个是元素类型，一个容器类型，元素类型是必要的，容器类型是可选的，默认为 deque类型。
C++队列Queue类成员函数有:
- back() 返回最后一个元素
- empty() 如果队列空则返回真 ///空则返回1，否则返回0
- front() 返回第一个元素
- pop() 删除第一个元素
- push() 在末尾加入一个元素
- size() 返回队列中元素的个数
二、queue的头文件
queue需要以下两个头文件：
#include< queue >
using namespace std;
三、queue的声明与构造函数
queue声明的基本结构是这样的：
queue<数据结构>队列名;
比如：
queue< int > q;
queue< double > d;
queue< node > n;//node是一个结构体
四、queue的基本操作
首先，我们queue< int > q;
q.size(); //返回q里元素个数
q.empty(); //返回q是否为空，空则返回1，否则返回0
q.push(k); //在q的末尾插入k
q.pop(); //删掉q的第一个元素
q.front(); //返回q的第一个元素
q.back(); //返回q的末尾元素
代码应用例子（例如0-5，共5个元素，我们对其进行入队出队操作）：
#include- 优先队列
一、定义：
C++优先队列类似队列，但是在这个数据结构中的元素按照一定顺序排列。（优先队列是一种功能强大的队列，它的功能强大在哪里呢？四个字：自动排序。）
成员函数有：（优先队列没有back（）操作！！！！！）
- empty() 如果优先队列为空，则返回真
- pop() 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的个数
- top() 返回优先队列中有最高优先级的元素
二、优先队列的头文件和声明
#include< queue >
using namespace std;
using namespace std; 这句话，代表，使用一个叫做“std”的namespace，namespace里面封存了一系列东西，比方说奇异的数据结构和奇异的函数。当打开了namespace以后，就跟打开了头文件的本质是一样的，都是可以直接用它里面封存的函数。
不同之处在什么地方？就是不开namespace的使用，在你想用的（以std为例）函数面前加上“std::”即可。
例如，std::sort(a+1,a+1+N); 之类的。
其次，一个优先队列声明的基本格式是：
priority_queue<结构类型> 队列名;
比如：
priority_queue <int> i;
priority_queue <double> d;
不过，我们最为常用的是这几种：
priority_queue <node> q;
//node是一个结构体
//结构体里重载了‘<’小于符号
priority_queue <int,vector<int>,greater<int> > q;
//不需要#include头文件
//注意后面两个“>”不要写在一起，“>>”是右移运算符
priority_queue <int,vector<int>,less<int> >q;
三、优先队列的基本操作
以一个名为q的优先队列为例：
q.size();//返回q里元素个数
q.empty();//返回q是否为空，空则返回1，否则返回0
q.push(k);//在q的末尾插入k
q.pop();//删掉q的第一个元素
q.top();//返回q的第一个元素（即是返回优先队列中有最高优先级的元素）
优先队列的特性
上文已经说过了，自动排序。
怎么个排法呢？在这里介绍一下：
默认的优先队列（非结构体结构）
priority_queue <int> q;
这样的优先队列是怎样的？让我们写程序验证一下。
#include< cstdio >
#include< queue >
using namespace std;
priority_queue <int> q;
int main()
{
q.push(10),q.push(8),q.push(12),q.push(14),q.push(6);
while(!q.empty())
printf("%d ",q.top()),q.pop();
}
程序大意就是在这个优先队列里依次插入10、8、12、14、6，再输出。
结果是什么呢？
14 12 10 8 6
也就是说，它是按从大到小排序的！
默认的优先队列（结构体，重载小于）
先看看这个结构体是什么。
struct node
{
int x,y;
bool operator < (const node & a) const
{
return x<a.x;
}
};
这个node结构体有两个成员，x和y，它的小于规则是x小者小。
再来看看验证程序：
#include< cstdio >
#include< queue >
using namespace std;
struct node
{
int x,y;
bool operator < (const node & a) const
{
return x<a.x;
}
}k;
priority_queue <node> q;
int main()
{
k.x=10,k.y=100; q.push(k);
k.x=12,k.y=60; q.push(k);
k.x=14,k.y=40; q.push(k);
k.x=6,k.y=80; q.push(k);
k.x=8,k.y=20; q.push(k);
while(!q.empty())
{
node m=q.top(); q.pop();
printf("(%d,%d) ",m.x,m.y);
}
}
程序大意就是插入(10,100),(12,60),(14,40),(6,20),(8,20)这五个node。
再来看看它的输出：
(14,40) (12,60) (10,100) (8,20) (6,80)
它也是按照重载后的小于规则，从大到小排序的。
**
less和greater优先队列：
**
还是以int为例，先来声明：
priority_queue <int,vector<int>,less<int> > p;
priority_queue <int,vector<int>,greater<int> > q;
再次强调：“>”不要两个拼在一起。
话不多说，上程序和结果：
#include:" )；
while(!p.empty())
printf("%d ",p.top()),p.pop();
printf("\ngreater:" )；
while(!q.empty())
printf("%d ",q.top()),q.pop();
}
结果：
less:14 12 10 8 6
greater:6 8 10 12 14
所以，我们可以知道，less是从大到小，greater是从小到大。
作个总结：
为了装13方便，在平时，建议大家写：
priority_queue<int,vector<int>,less<int> >q;
priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >q;
平时如果用从大到小不用后面的vector< int >,less< int >，可能到时候要改成从小到大，你反而会搞忘怎么写greater< int >，反而得不偿失。
另一种排序方法
有可能遇到这种情况：不想用重载小于一个结构体的优先队列，要按照各种不一样的规则排序。
当然，如果不是优先队列而是数组，我们就会多写几个bool函数塞到sort里面来改变它的小于规则，比如：
struct node
{
int fir,sec;
}arr[2030];
bool cmp1(node x,node y)
{
return x.fir<y.fir; //当一个node x的fir值小于另一个node y的fir值时，称x
}
bool cmp2(node x,node y)
{
return x.sec<y.sec; //当一个node x的sec值小于另一个node y的sec值时，称x
}
bool cmp3(node x,node y)
{
return x.fir+x.sec<y.fir+y.sec; //当一个node x的fri值和sec值的和小于另一个node y的fir值和sec值的和时，称x
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d %d",&arr[i].fir,&arr[i].sec);
puts("\n--------------------");
sort(arr+1,arr+1+n,cmp1); for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d. {%d %d}\n",i,arr[i].fir,arr[i].sec);
}
puts("\n--------------------");
sort(arr+1,arr+1+n,cmp2); for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d. {%d %d}\n",i,arr[i].fir,arr[i].sec);
}
puts("\n--------------------");
sort(arr+1,arr+1+n,cmp3); for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d. {%d %d}\n",i,arr[i].fir,arr[i].sec);
}
因为不是整体所以就省略了验证环节（也就是说上面那个代码的正确性不保证）
但是优先队列可没有sort那么灵活想用什么作小于规则用什么作小于规则，它只会用一个固定的小于规则。
所以如果想把一个队列按不同的方式优先，就要：
#include< queue >
#include< cstdio >
#include< cstring >
#include< iostream >
#include< algorithm >
using namespace std;
int n;
struct node
{
int fir,sec;
void Read() {scanf("%d %d",&fir,&sec);}
}input;
struct cmp1
{
bool operator () (const node &x,const node &y) const
{
return x.fir<y.fir;
}
};//当一个node x的fir值小于另一个node y的fir值时，称x
struct cmp2
{
bool operator () (const node &x,const node &y) const
{
return x.sec<y.sec;
}
};//当一个node x的sec值小于另一个node y的sec值时，称x
struct cmp3
{
bool operator () (const node &x,const node &y) const
{
return x.fir+x.sec<y.fir+y.sec;
}
};//当一个node x的fri值和sec值的和小于另一个node y的fir值和sec值的和时，称x
priority_queue<node,vector<node>,cmp1> q1;
priority_queue<node,vector<node>,cmp2> q2;
priority_queue<node,vector<node>,cmp3> q3;
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<=n;i++) input.Read(),q1.push(input),q2.push(input),q3.push(input);
printf("\ncmp1:\n");
while(!q1.empty()) printf("(%d,%d) ",q1.top().fir,q1.top().sec),q1.pop();
printf("\n\ncmp2:\n");
while(!q2.empty()) printf("(%d,%d) ",q2.top().fir,q2.top().sec),q2.pop();
printf("\n\ncmp3:\n");
while(!q3.empty()) printf("(%d,%d) ",q3.top().fir,q3.top().sec),q3.pop();
}
读入：
7
1 2
2 1
6 9
9 6
-100 100
-500 20
4000 -3000
输出：
cmp1:
(4000,-3000) (9,6) (6,9) (2,1) (1,2) (-100,100) (-500,20)
cmp2:
(-100,100) (-500,20) (6,9) (9,6) (1,2) (2,1) (4000,-3000)
cmp3:
(4000,-3000) (6,9) (9,6) (1,2) (2,1) (-100,100) (-500,20)
我们可以发现啊，priority_queue
所以说，所以说啦，一定要记得写全称！
搞定！
总结：
优先队列到此就作了个小结。
其实不管是队列，还是优先队列，都不仅仅只有我讲的这些，还有更多可以探索。
应该入门级别都讲得差不多了，之后呢，在下就期待诸君的表演了。
学，无止境。
UPD （2018.11.03）
估摸着本文就讲了几个用法。
一句话，优先队列，是一种可以自动排序的队列。
首先是优先队列的各种声明方法。
#include要加上这两个头文件。
最完整的声明公式（吧）形如：
priority_queue< 结构名, vector<结构名> , greater/less<结构名> > 队列名;
可以简写为priority_queue<结构名>,不过这样只能从大到小了。
三个结构名请保持一致，如int,double,long long，包括结构体（struct等）。
要求是这个结构要有小于的规则——你要告诉它怎么比较大小，它才能帮你排序。
系统自带的数据结构的小于规则是显然的，对于结构体，需要通过重载运算符等方式规定，如：
struct point
{
int x,y;
bool operator < (const point &p) const
{
return x*x+y*y<p.x*p.x+p.y*p.y;
//假设这是平面上的两个点，规定两个点的大小关系为距离原点的距离小者小。
//这个函数的意思是，当你使用小于运算符判断一个点（假设是a）与另一个点
//（函数里的p）的大小关系时，系统会判断a.x*a.x+a.y*a.y是否
//如果上述式子成立，就说明a点是小于p点的 ( return 1 ; ->小于运算符得出的结果为真)
}
};
priority_queue<point> QP;
greater代表升序，即从小到大，
less代表降序，即从大到小，与缩减版无异。
如果不想用重载小于，就新建一个结构体并重载等号，在第三项里填入这个结构体的名字。
题目：合并果子
NOIP提高组2004 合并果子题目及其题解
#include