【C++】STL——priority_queue优先级队列的介绍和使用、priority_queue的其他成员函数使用

1.priority_queue的介绍

priority_queue的介绍

  
  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。

 

2.priority_queue的使用

 

（1）priority_queue() 构造一个空的优先级队列

  priority_queue()是C++中的一个构造函数，用于创建一个空的优先级队列。

  下面是一个使用priority_queue()构造一个空的优先级队列的示例：

#include 
#include 

int main() {
    // 创建一个空的优先级队列
    std::priority_queue<int> pq;

    // 向优先级队列中插入元素
    pq.push(5);
    pq.push(2);
    pq.push(10);

    // 访问优先级队列中的元素
    std::cout << "Top element: " << pq.top() << std::endl;

    // 删除优先级队列中的元素
    pq.pop();

    // 访问删除元素后的新的顶部元素
    std::cout << "New top element: " << pq.top() << std::endl;

    // 检查优先级队列是否为空
    std::cout << "Is priority queue empty? " << (pq.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;

    // 获取优先级队列中的元素数量
    std::cout << "Priority queue size: " << pq.size() << std::endl;

    return 0;
}

//Top element: 10
//New top element: 5
//Is priority queue empty? No
//Priority queue size: 2

 

（2）priority_queue(first,last) 通过迭代器构造优先级队列

  priority_queue(first, last)是一个构造函数模板，用于通过迭代器范围[first, last)构造一个优先级队列。

  以下是priority_queue(first, last)的使用示例：

#include 
#include 
#include 

int main() {
    // 创建一个包含整数的向量
    std::vector<int> vec = {5, 2, 10};

    // 使用迭代器范围构造一个优先级队列
    std::priority_queue<int> pq(vec.begin(), vec.end());

    // 访问优先级队列中的元素
    while (!pq.empty()) {
        std::cout << "Top element: " << pq.top() << std::endl;
        pq.pop();
    }

    return 0;
}

//Top element: 10
//Top element: 5
//Top element: 2

 

（3）empty( )检测优先级队列是否为空，是返回true，否则返回false

  empty()是priority_queue中的一个成员函数，用于检查优先级队列是否为空。

  以下是empty()函数的定义和使用示例：

#include 
#include 

int main() {
    // 创建一个空的优先级队列
    std::priority_queue<int> pq;

    // 检查优先级队列是否为空
    if (pq.empty()) {
        std::cout << "Priority queue is empty" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Priority queue is not empty" << std::endl;
    }

    // 向优先级队列中插入元素
    pq.push(5);
    pq.push(2);
    pq.push(10);

    // 再次检查优先级队列是否为空
    if (pq.empty()) {
        std::cout << "Priority queue is empty" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Priority queue is not empty" << std::endl;
    }

    return 0;
}

//Priority queue is empty
//Priority queue is not empty

 

（4）top( ) 返回优先级队列中最大(最小元素)，即堆顶元素

  priority_queue中的top()函数是用于访问优先级队列的顶部元素的成员函数。

  以下是priority_queue中top()函数的定义和使用示例：

#include 
#include 

int main() {
    // 创建一个空的优先级队列
    std::priority_queue<int> pq;

    // 向优先级队列中插入元素
    pq.push(5);
    pq.push(2);
    pq.push(10);

    // 访问优先级队列的顶部元素
    std::cout << "Top element: " << pq.top() << std::endl;

    return 0;
}

//Top element: 10

 

（5）push() 在优先级队列中插入元素x

  push()是C++中priority_queue容器的成员函数，用于将元素插入到优先级队列中。

  以下是push()函数的定义和使用示例：

#include 
#include 

int main() {
    // 创建一个空的优先级队列
    std::priority_queue<int> pq;

    // 向优先级队列中插入元素
    pq.push(5);
    pq.push(2);
    pq.push(10);

    // 访问优先级队列的顶部元素
    std::cout << "Top element: " << pq.top() << std::endl;

    return 0;
}

//Top element: 10

 

（6）pop() 删除优先级队列中最大(最小)元素，即堆顶元素

  pop()是C++中priority_queue容器的成员函数，用于删除优先级队列的顶部元素。

  以下是pop()函数的定义和使用示例：

#include 
#include 

int main() {
    // 创建一个空的优先级队列
    std::priority_queue<int> pq;

    // 向优先级队列中插入元素
    pq.push(5);
    pq.push(2);
    pq.push(10);

    // 删除优先级队列的顶部元素
    pq.pop();

    // 访问优先级队列的新的顶部元素
    std::cout << "New top element: " << pq.top() << std::endl;

    return 0;
}

//New top element: 5