C++中的priority_queue使用方法

priority_queue是C++中queue库中的优先队列，语法如下：

template class priority_queue;

优先队列具有队列的所有特性，包括队列的基本操作，只是在这基础上添加了内部的一个排序，它本质是一个堆实现的。

它和队列基本操作相同:

• top 访问队头元素
• empty 队列是否为空
• size 返回队列内元素个数
• push 插入元素到队尾 (并排序)
• emplace 原地构造一个元素并插入队列
• pop 弹出队头元素
• swap 交换内容

优先队列的使用方法如下：

//默认是大顶堆存储
priority_queue <int> pq;

//升序队列，小顶堆
priority_queue <int, vector<int>, greater<int> > pq;
//降序队列，大顶堆
priority_queue <int, vector<int>, less<int> > pq;
//greater和less是std实现的两个仿函数（就是使一个类的使用看上去像一个函数。其实现就是类中实现一个operator()，这个类就有了类似函数的行为，就是一个仿函数类了）

实例如下：

#include 
#include 

using namespace std;

int main(){
    int arr[10] = {3, 2, 54, 1, 66, 77, 44, 8, 0, 10};
    priority_queue<int> pq;
    for(int i = 0; i < 10; i++) pq.push(arr[i]);
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        cout<<pq.top()<<" ";
        pq.pop();
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

可以看到，元素从大到小排列，即默认是大顶堆。如果要从小到大，可以使用：

priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> pq;

运行结果如下：

当然，我们可以自己定义一个比较方法，这个适用于我们自己定义的数据结构中。示例如下：
首先我们定义如下结构体：

struct complex{
    int real;
    int imag;
    complex(int r, int i): real(r), imag(i){}
    bool operator<(complex c) const {
        if(real * real + imag * imag == c.real * c.real + c.imag * c.imag)
            return imag > c.imag;
        else return real * real + imag * imag < c.real * c.real + c.imag * c.imag;
    }
};

即复数，这里面我们重载了<号，要求是首先根据模比较大小，若是模相等，则虚部大的复数要小，然后我们使用默认的优先队列，即大顶堆，代码如下：

#include
#include

using namespace std;

struct complex{
    int real;
    int imag;
    complex(int r, int i): real(r), imag(i){}
    bool operator<(complex c) const {
        if(real * real + imag * imag == c.real * c.real + c.imag * c.imag)
            return imag > c.imag;
        else return real * real + imag * imag < c.real * c.real + c.imag * c.imag;
    }
};

int main(){
    priority_queue<complex> pq;
    int a[5] = {3, 4, 5, 2, 1};
    int b[5] = {4, 3, 7, 2, 5};
    for(int i = 0; i < 5; i++) pq.push(complex(a[i], b[i]));
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        complex c = pq.top();
        pq.pop();
        cout<<c.real<<"+"<<c.imag<<"i"<<endl;
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

可以看到，其中的4+3i与3+4i的模是相等的，但是因为3i < 4i，所以4+3i > 3+4i。当然，我们也可以按照升序输出，那么这里就需要重载>号：

#include
#include

using namespace std;

struct complex{
    int real;
    int imag;
    complex(int r, int i): real(r), imag(i){}
    bool operator<(complex c) const {
        if(real * real + imag * imag == c.real * c.real + c.imag * c.imag)
            return imag > c.imag;
        else return real * real + imag * imag < c.real * c.real + c.imag * c.imag;
    }
    bool operator>(complex c) const {
        if(real * real + imag * imag == c.real * c.real + c.imag * c.imag)
            return imag < c.imag;
        else return real * real + imag * imag > c.real * c.real + c.imag * c.imag;
    }
};

int main(){
    priority_queue<complex, vector<complex>, greater<complex>> pq;
    int a[5] = {3, 4, 5, 2, 1};
    int b[5] = {4, 3, 7, 2, 5};
    for(int i = 0; i < 5; i++) pq.push(complex(a[i], b[i]));
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        complex c = pq.top();
        pq.pop();
        cout<<c.real<<"+"<<c.imag<<"i"<<endl;
    }
    return 0;
}

运行结果如下：