C++优先队列(priority_queue)详解

目录

一、 定义

二、优先队列内元素访问

三、优先队列常用函数

四、优先队列内元素的优先级

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         优先队列(priority_queue)，底层的数据结构为堆(heap)，以此保证队首元素一定是当前队列所有元素中优先级最高的。我们也可以随时往优先队里面加入(push)元素，其队首元素依然为优先级最高的。

一、 定义

        头文件：#include

        定义的写法与其他STL容器相同，Type可以是任意的基本数据类型或是容器，Container是容器类型（这里必须是用数组实现的容器，例如vector,deque，但是不能使用list，STL里默认是vector），Functional是比较方式（升序队列：大顶堆；降序队列：小顶堆）：

priority_queue name;

二、优先队列内元素访问

        普通队列是先进先出的数据结构，元素在队尾添加，在队头删除。

        在优先队列中，当访问元素时，元素被赋以优先级，优先级高的元素先删除，先出队。

        优先队列与普通队列的不同在于我们可以定义队列内元素的优先级，通过优先级控制出队顺序。优先队列没有front()函数和back()函数，只能通过top()函数来访问队首元素（即堆顶元素）：

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
    priority_queue pot;
    pot.push(2);
    pot.push(6);
    pot.push(3);
    cout << pot.top() << endl;
    return 0;
} 

输出结果：6

三、优先队列常用函数

        与队列基本操作大致相同：

• push()           插入元素到队尾并排序，时间复杂度为O(logN)
• top()              访问队首元素，时间复杂度为O(1)，使用前应先判断优先队列是否为空
• pop               弹出队首元素，时间复杂度为O(logN)，使用前应先判断优先队列是否为空
• empty()         判断队列是否为空，时间复杂度为O(1)
• size()             返回队内元素个数，时间复杂度为O(1)
• emplace()      原地构造一个元素并插入队列 
• swap()           交换内容

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
    priority_queue dsp;
    //判断优先队列是否为空
    cout << dsp.empty() << endl;
    dsp.push(2);
    dsp.push(4);
    dsp.push(1);
    dsp.push(5);
    //输出队首元素
    cout << dsp.top() << endl;
    //弹出队首元素，再输出队顶元素
    dsp.pop();
    cout << dsp.top() << endl;
    //输出优先队列元素个数
    cout << dsp.size() << endl;
}

 输出结果：

四、优先队列内元素的优先级

        像int、double、char等基本数据类型，他们的优先级一般就是数字较大的优先级较高（如果是char型的就是根据字典序大小）：

priority_queue dsp;
priority_queue, less > dsp;
priority_queue, greater > dsp;

        第一种即常见的定义方法，后面两种中多了两个参数，vector<>是用来承载底层堆结构的容器；less<>和greater<>则是第一个参数的比较类，分别表示数字越大优先级越大（大顶堆）、数字越小优先级越高（小顶堆）。