STL之优先队列（priority_queue）

转自网上大牛博客，原文地址：http://www.cnblogs.com/summerRQ/articles/2470130.html

 

先回顾队列的定义：队列(queue)维护了一组对象，进入队列的对象被放置在尾部，下一个被取出的元素则取自队列的首部。priority_queue特别之处在于，允许用户为队列中存储的元素设置优先级。这种队列不是直接将新元素放置在队列尾部，而是放在比它优先级低的元素前面。标准库默认使用<操作符来确定对象之间的优先级关系，所以如果要使用自定义对象，需要重载 < 操作符。

优先队列有两种，一种是最大优先队列；一种是最小优先队列；每次取自队列的第一个元素分别是优先级最大和优先级最小的元素。

1) 优先队列的定义

包含头文件："queue.h", "functional.h"

可以使用具有默认优先级的已有数据结构；也可以再定义优先队列的时候传入自定义的优先级比较对象；或者使用自定义对象(数据结构)，但是必须重载好< 操作符。 

2) 优先队列的常用操作

优先级队列支持的操作

q.empty()         如果队列为空，则返回true，否则返回false q.size()            返回队列中元素的个数 q.pop()             删除队首元素，但不返回其值 q.top()             返回具有最高优先级的元素值，但不删除该元素 q.push(item)     在基于优先级的适当位置插入新元素

其中q.top()为查找操作，在最小优先队列中搜索优先权最小的元素，在最大优先队列中搜索优先权最大的元素。q.pop()为删除该元素。优先队列插入和删除元素的复杂度都是O(lgn)，所以很快

另外，在优先队列中，元素可以具有相同的优先权。

下面这个C例子，包含了几乎所有常见的优先队列用法。 

  1 #include<iostream>

  2 #include<functional>

  3 #include<queue>

  4 #include<vector>

  5 using namespace std;

  6 

  7 //定义比较结构

  8 struct cmp1{

  9     bool operator ()(int &a,int &b){

 10         return a>b;//最小值优先

 11     }

 12 };

 13 

 14 struct cmp2{

 15     bool operator ()(int &a,int &b){

 16         return a<b;//最大值优先

 17     }

 18 };

 19 

 20 //自定义数据结构

 21 struct number1{

 22     int x;

 23     bool operator < (const number1 &a) const {

 24         return x>a.x;//最小值优先

 25     }

 26 };

 27 struct number2{

 28     int x;

 29     bool operator < (const number2 &a) const {

 30         return x<a.x;//最大值优先

 31     }

 32 };

 33 int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};

 34 number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};

 35 number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};

 36 

 37 int main()

 38 {    

 39     priority_queue<int>que;//采用默认优先级构造队列

 40 

 41     priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值优先

 42     priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值优先

 43 

 44     priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”会被认为错误，

 45     priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值优先

 46 

 47     priority_queue<number1>que5; //最小优先级队列

 48     priority_queue<number2>que6;  //最大优先级队列

 49 

 50     int i;

 51     for(i=0;a[i];i++){

 52         que.push(a[i]);

 53         que1.push(a[i]);

 54         que2.push(a[i]);

 55         que3.push(a[i]);

 56         que4.push(a[i]);

 57     }

 58     for(i=0;num1[i].x;i++)

 59         que5.push(num1[i]);

 60     for(i=0;num2[i].x;i++)

 61         que6.push(num2[i]);

 62 

 63 

 64     printf("采用默认优先关系:/n(priority_queue<int>que;)/n");

 65     printf("Queue 0:/n");

 66     while(!que.empty()){

 67         printf("%3d",que.top());

 68         que.pop();

 69     }

 70     puts("");

 71     puts("");

 72 

 73     printf("采用结构体自定义优先级方式一:/n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)/n");

 74     printf("Queue 1:/n");

 75     while(!que1.empty()){

 76         printf("%3d",que1.top());

 77         que1.pop();

 78     }

 79     puts("");

 80     printf("Queue 2:/n");

 81     while(!que2.empty()){

 82         printf("%3d",que2.top());

 83         que2.pop();

 84     }

 85     puts("");

 86     puts("");

 87     printf("采用头文件/"functional/"内定义优先级:/n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)/n");

 88     printf("Queue 3:/n");

 89     while(!que3.empty()){

 90         printf("%3d",que3.top());

 91         que3.pop();

 92     }

 93     puts("");

 94     printf("Queue 4:/n");

 95     while(!que4.empty()){

 96         printf("%3d",que4.top());

 97         que4.pop();

 98     }

 99     puts("");

100     puts("");

101     printf("采用结构体自定义优先级方式二:/n(priority_queue<number>que)/n");

102     printf("Queue 5:/n");

103     while(!que5.empty()){

104         printf("%3d",que5.top());

105         que5.pop();

106     }

107     puts("");

108     printf("Queue 6:/n");

109     while(!que6.empty()){

110         printf("%3d",que6.top());

111         que6.pop();

112     }

113     puts("");

114     return 0;

115 }

116 /*

117 运行结果 ：

118 采用默认优先关系:

119 (priority_queue<int>que;)

120 Queue 0:

121 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

122 

123 采用结构体自定义优先级方式一:

124 (priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)

125 Queue 1:

126  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91

127 Queue 2:

128 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

129 

130 采用头文件"functional"内定义优先级:

131 (priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)

132 Queue 3:

133  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91

134 Queue 4:

135 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

136 

137 采用结构体自定义优先级方式二:

138 (priority_queue<number>que)

139 Queue 5:

140  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91

141 Queue 6:

142 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

143 */