【C++】优先级队列priority_queue模拟实现&&仿函数
往期回顾：上一篇文章已经模拟实现过stack和queue，三者都是容器适配器Container adaptors
stack&&queue&&deque
文章目录
- 前言
- 大致框架
- 模拟实现
-
- size、top、empty
- push插入
- pop删除
- 构造函数
- 测试
- 仿函数
- 测试
- 源码
前言
优先级队列：根据严格的弱排序标准，第一个元素总是优先级最高的，而优先级是相对而言的，并不是大的数优先级就高，就成绩而言100比90高，但A比B高。
priority_queue的底层是一个堆，默认是大堆，堆顶的元素（最大的数）优先级最高
因为堆是完全二叉树，默认是由vector实现的，Compare是一个仿函数，用来控制priority_queue的优先级，默认为
less(大堆)，也可以传greater变为小堆
大致框架
| 我们先不管仿函数，只定义两个模板参数实现成大堆 |
#pragma once
#include _con;
};
}
模拟实现
size、top、empty
| 因为priority_queue是容器适配器，所以直接调用其他容器的接口即可 |
size_t size() const
{
return _con.size();
}
T& top()
{
return _con[0];
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
相关文章：
堆的模拟实现
因为是底层是一个堆，所以主要的两个函数就是向上调整和向下调整
push插入
void AdjustUp(size_t child)
{
size_t parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0)
{
//因为是大堆，所以孩子大于父亲就交换std::swap
if (_con[child] > _con[parent])
{
swap(_con[child], _con[parent]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
break;
}
}
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);//直接调用容器_con的push_back
AdjustUp(size()-1);
}
pop删除
void AdjustDown(size_t parent)
{
size_t child = parent * 2 + 1;//左孩子
while (child < size())
{
//判断是否有右孩子，且右孩子大于左孩子
if (child + 1 < size() && _con[child + 1] > _con[child])
++child;
if (_con[child] > _con[parent])
swap(_con[parent], _con[child]);
else
break;
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
}
void pop()
{
//头尾交换再尾删（头删）
swap(_con[size() - 1], _con[0]);
_con.pop_back();
AdjustDown(0);
}
构造函数
用迭代器区间初始化，插入到_con容器后，需要把它变成一个大堆，所以从最后一个非叶子节点（最后一个叶子节点的父亲）开始向下调整
相关文章：TopK问题和堆排序
//_con在初始化列表就会自动调用它的默认构造函数初始化
priority_queue()
{}
template<class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
:_con(first, last)
{
size_t lastchild = size() - 1;
size_t parent = (lastchild - 1) / 2;
for (size_t i = parent; i >= 0; i--)
{
AdjustDown(i);
}
}
测试
void priority_test1()
{
priority_queue<int> pq;
pq.push(40);
pq.push(30);
pq.push(56);
pq.push(26);
pq.push(45);
while (!pq.empty())
{
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();
}
cout << endl;
}
默认是大堆，大的优先级高
仿函数
仿函数本质就是
类重载了一个operator()，创建一个行为类似函数的对象，我们可以通过这个对象调整优先级队列是大堆还是小堆，调用STL中的仿函数需要包头文件#inclide
和C语言的函数指针类似，qsort就需要一个函数指针来判定排升序还是降序，但仿函数比函数指针更加灵活。当然这只是最基本的仿函数，之后的文章也会深入介绍
struct Less
{
bool operator()(const int& a, const int& b) const
{
return a < b;
}
};
struct Greater
{
bool operator()(const int& a, const int& b)const
{
return a > b;
}
};
int main()
{
//Less->仿函数类型 ls->仿函数对象
Less ls;
//ls.operator()(1,2)
cout << ls(1, 2) << endl;
cout << Greater()(1, 2) << endl;//匿名对象
}
我们就可以根据仿函数Compare是less还是greater，调整向上和向下调整算法，进而实现大小堆的切换
向下调整也是如此，这样就可以传greater建小堆了
测试
源码
priority_queue.h
#pragma once
#include 建小堆--> " ;
while (!pq.empty())
{
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();
}
cout << endl;
priority_queue<int> pq2;
pq2.push(40);
pq2.push(30);
pq2.push(56);
pq2.push(26);
pq2.push(45);
cout << "默认less建大堆--> " ;
while (!pq2.empty())
{
cout << pq2.top() << " ";
pq2.pop();
}
cout << endl;
}
}
test.cpp
#include "priority_queue.h"
int main()
{
king::priority_test2();
return 0;
}
以上就是STL中优先级队列priority_queue的模拟实现以及最基础的仿函数了，希望我的文章对你有所帮助，欢迎点赞 ，评论，关注，⭐️收藏
