【C++】优先级队列，反向迭代器

priority_queue的介绍和使用

1. 优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。
2. 此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)。
3. 优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出，其称为优先队列的顶部。
4. 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：

• empty()：检测容器是否为空
• size()：返回容器中有效元素个数
• front()：返回容器中第一个元素的引用
• push_back()：在容器尾部插入元素
• pop_back()：删除容器尾部元素

5. 标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的priority_queue类实例化指定容器类，则使用vector。
6. 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。

priority_queue的使用

优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用priority_queue。注意：默认情况下priority_queue是大堆。

函数声明	接口说明
priority_queue()/priority_queue(first,last)	构造一个空的优先级队列
empty( )	检测优先级队列是否为空，是返回true，否则返回false
top( )	返回优先级队列中最大(最小元素)，即堆顶元素
push(x)	在优先级队列中插入元素x
pop()	删除优先级队列中最大(最小)元素，即堆顶元素

模拟实现
在下下面的模拟实现当中使用到了，容器适配器和仿函数。
仿函数很好的解决了建大小堆的问题，默认建的时是大堆，我的模拟实现使用过vector实现的。

namespace zzm
{
	template<class T>
	struct less
	{
		bool operator()(const T& x, const T& y)
		{
			return x < y;
		}
	};
	template<class T>
	struct greater
	{
		bool operator()(const T& x, const T& y)
		{
			return x > y;
		}
	};

	template<class T, class Container = vector<T>,class Compare=less<T>>
	class priority_queue
	{
	public:
		void adjust_up(int child)
		{
			int parent = (child - 1) / 2;
			while (child > 0)
			{
				if (com(con[parent],con[child]))//也可以用Compare()(con[parent],con[child])匿名构造
				{
					swap(con[child], con[parent]);
					child = parent;
					parent = (child - 1) / 2;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}
		void adjust_down(int parent)
		{
			size_t child = parent * 2 + 1;
			while (child < con.size())
			{
				if (child + 1 < con.size() && com(con[child] , con[child + 1]))
				{//上面的比较顺序不能颠倒，child+1>size的话，会出现越界
					++child;
				}
				if (com(con[parent] ,con[child]))
				{
					swap(con[parent], con[child]);
					parent = child;
					child = parent * 2 + 1;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}
		void push(const T& x)
		{
			con.push_back(x);
			adjust_up(con.size() - 1);
		}
		void pop()
		{
			swap(con[0], con[con.size() - 1]);
			con.pop_back();
			adjust_down(0);
		}
		const T& top()
		{
			return con[0];
		}
		size_t size()
		{
			return con.size();
		}
		bool empty()
		{
			return con.empty();
		}
	private:
		Container con;
		Compare com;
	};


	void test1()
	{
		priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> pq;
		//priority_queue pq;//默认是less
		pq.push(1);
		pq.push(0);
		pq.push(4);
		pq.push(7);
		pq.push(3);
		pq.push(9);
		while (!pq.empty())
		{
			cout << pq.top() << " ";
			pq.pop();
		}
	}
}

反向迭代器

反向迭代器是通过正向迭代器复用模拟实现的。将反向迭代器的解引用进行操作符重载，解引用之后是上一个结点的值。将正向迭代器的加加变为反向迭代器的减减。
将正向迭代器的begin和end的地址给反向迭代器进行拷贝构造。模板使用的是迭代器适配器。

template<class Iterator,class Ref,class Ptr>
struct Reverse_Iterator
{
	typedef Reverse_Iterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;
	Iterator cur;

	Reverse_Iterator(Iterator it)
		:cur(it)
	{}
	Self operator*()
	{
		Iterator tmp = cur;
		--tmp;
		return *tmp;
	}

	Ref operator++()
	{
		--cur;
		return *this;
	}

	Ref operator--()
	{
		++cur;
		return *this;
	}
	bool operator!=(const Self& s)
	{
		return cur != s.cur;
	}

};

typedef Reverse_Iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
typedef Reverse_Iterator<iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

reverse_iterator rbegin()
{
	return reverse_iterator(end());
}

reverse_iterator rend()
{
	return reverse_iterator(begin());
}

上面的模拟实现的方法使用与所有的容器，下面图片是vector，begin,end对用的位置。

最后：文章有什么不对的地方或者有什么更好的写法欢迎大家在评论区指出