1.priority_queue 容器适配器模拟的也是队列这种存储结构,即使用此容器适配器存储元素只能“从一端进(称为队尾),从另一端出(称为队头)”,且每次只能访问 priority_queue 中位于队头的元素。但是,priority_queue 容器适配器中元素的存和取,遵循的并不是 “First in,First out”(先入先出)原则,而是“First in,Largest out”原则。直白的翻译,指的就是先进队列的元素并不一定先出队列,而是优先级最大的元素最先出队列。
注意,“First in,Largest out”原则是笔者为了总结 priority_queue 存取元素的特性自创的一种称谓,仅为了方便读者理解。
2.举个例子,假设当前有一个 priority_queue 容器适配器,其制定的排序规则是按照元素值从大到小进行排序。根据此规则,自然是 priority_queue 中值最大的元素的优先级最高。
3.priority_queue 容器适配器为了保证每次从队头移除的都是当前优先级最高的元素,每当有新元素进入,它都会根据既定的排序规则找到优先级最高的元素,并将其移动到队列的队头;同样,当 priority_queue 从队头移除出一个元素之后,它也会再找到当前优先级最高的元素,并将其移动到队头。基于 priority_queue 的这种特性,因此该容器适配器有被称为优先级队列。
STL 中,priority_queue 容器适配器的定义如下:
template <typename T,
typename Container=std::vector<T>,
typename Compare=std::less<T> >
class priority_queue{
//......
}
可以看到,priority_queue 容器适配器模板类最多可以传入 3 个参数,它们各自的含义如下:
typename T:指定存储元素的具体类型;
typename Container:指定 priority_queue 底层使用的基础容器,默认使用 vector 容器。
注: 作为 priority_queue 容器适配器的底层容器,其必须包含 empty()、size()、front()、push_back()、
pop_back() 这几个成员函数,STL 序列式容器中只有 vector 和 deque 容器符合条件。
typename Compare:指定容器中评定元素优先级所遵循的排序规则,默认使用std::less按照元素值从大到小进行排序,还可以使用std::greater按照元素值从小到大排序,但更多情况下是使用自定义的排序规则。
其中,std::less 和 std::greater 都是以函数对象的方式定义在 头文件中。
由于 priority_queue 容器适配器模板位于头文件中,并定义在 std 命名空间里,因此在试图创建该类型容器之前,程序中需包含以下 2 行代码:
#include
using namespace std;
创建priori_queue容器适配器的方法:
1.创建一个空的priority_queue容器适配器,底层采用默认的 vector 容器,排序方式也采用默认的 std::less 方法:
std::priority_queue<int> values;
2.可以使用普通数组或其它容器中指定范围内的数据,对 priority_queue 容器适配器进行初始化:
//使用普通数组
int values[]={4,2,3,1};
std::priority_queue<int>copy_values(values,values+4);//{4,2,3,1}
//使用序列式容器
std::array<int,4>values{ 4,2,3,1 };
std::priority_queue<int>copy_values(values.begin(),values.end());//{4,2,3,1}
注意,以上 2 种方式必须保证数组或容器中存储的元素类型和 priority_queue 指定的存储类型相同。另外,用来初始化的数组或容器中的数据不需要有序,priority_queue 会自动对它们进行排序。
3) 还可以手动指定 priority_queue 使用的底层容器以及排序规则,比如:
int values[]{ 4,1,2,3 };
std::priority_queue<int, std::deque<int>, std::greater<int> >copy_values(values, values+4);//{1,2,3,4}
成员函数 | 功能 |
---|---|
empty() | 如果 priority_queue 为空的话,返回 true;反之,返回 false。 |
size() | 返回 priority_queue 中存储元素的个数。 |
top() | 返回 priority_queue 中第一个元素的引用形式 |
push(const T& obj) | 根据既定的排序规则,将元素 obj 的副本存储到 priority_queue 中适当的位置。 |
push(T&& obj) | 根据既定的排序规则,将元素 obj 移动存储到 priority_queue 中适当的位置。 |
emplace(Args&&… args) | Args&&… args 表示构造一个存储类型的元素所需要的数据(对于类对象来说,可能需要多个数据构造出一个对象)。此函数的功能是根据既定的排序规则,在容器适配器适当的位置直接生成该新元素。 |
pop() | 移除 priority_queue 容器适配器中第一个元素。 |
swap(priority_queue& other) | 将两个 priority_queue 容器适配器中的元素进行互换,需要注意的是,进行互换的 2 个 priority_queue 容器适配器中存储的元素类型以及底层采用的基础容器类型,都必须相同 |
和 queue 一样,priority_queue 也没有迭代器,因此访问元素的唯一方式是遍历容器,
通过不断移除访问过的元素,去访问下一个元素。
less变成大顶堆(从上层到下层,堆元素是从大到小,同层之间随便)
greater变成小顶堆(从上层到下层,堆元素是从小到大,同层之间随便)
首先,无论 priority_queue 中存储的是基础数据类型(int、double 等),还是 string 类对象或者自定义的类对象,都可以使用函数对象的方式自定义排序规则。例如:
#include
#include
using namespace std;
//函数对象类
template <typename T>
class cmp
{
public:
//重载 () 运算符
bool operator()(T a, T b)
{
return a > b;
}
};
int main()
{
int a[] = { 4,2,3,5,6 };
priority_queue<int,vector<int>,cmp<int> > pq(a,a+5);//第三个传入参数cmp制定自定义的排序方式
while (!pq.empty())
{
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();
}
return 0;
}
struct cmp{
//重载()运算符
bool operater()(T a,T b){
return a > b;
}
}
// std::less 的底层实现代码
template <typename T>
struct less {
//定义新的排序规则
bool operator()(const T &_lhs, const T &_rhs) const {
return _lhs < _rhs;
}
};
// std::greater 的底层实现代码
template <typename T>
struct greater {
bool operator()(const T &_lhs, const T &_rhs) const {
return _lhs > _rhs;
}