【STL】一、STL中的数据结构（不断更新）

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注：本博文主要是为了记录STL中各数据结构的三个成员函数（压入、弹出、顶数据）的函数名，但像判空.empty()、长度.size()这些成员，在STL的所有数据结构中都使用了同样的名字，所以不再赘述。

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总：对比表

数据结构	在STL中的名字	入	出	顶	删除	注
最大堆	priority_queue< Type >	Q.push()	Q.pop()	Q.top()	只有Q.pop()，只能删除堆顶元素	虽然是一个queue，但队列头的返回方式不是Q.front()，而是Q.top()，取最大堆的“堆顶”之意。
双向链表	deque< Type >	Q.push_front()、Q.push_back()	Q.pop_front()、Q.pop_back()	Q.front()、Q.back()	Q.erase(iter)	由于其是双向链表，因此一切操作都有前（front）、后（back）两种。
不重复结合	set< Type >	st.insert()	无(只有同其他类型一样的删除erase)	无(只有同其他类型一样的头迭代器st.begin()和尾迭代器st.end())	①st.erase(val);//删除set中值为val的元素 ②st.erase(iter);//删除迭代器iter指向的元素 ③st.erase(iter1, iter2);//删除迭代器itera核iter2范围内的所有元素(不包含iter2)	set比较特殊，解释请看博客后文第三部分

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一、priority_queue（优先队列，最大堆）

参考： CSDN博主【WhiteJunior】的文章C++中priority_queue理解与使用

priority_queue直译名为优先队列，直接作用是最大堆。

作为队列的一个延伸，优先队列包含在头文件 < queue > 中。

1. 模板参数

priority_queue< type, container, function >

后面两个参数可以省略。

其中：

type：数据类型；
container：实现优先队列的底层容器；
function：元素之间的比较方式；

对于container，要求必须是数组形式实现的容器，例如vector、deque，而不能使list。

在STL中，默认情况下（不加后面两个参数）是以vector为容器，以 operator <（小于号，则队顶为最大值） 为比较方式，所以在只使用第一个参数时，优先队列默认是一个最大堆，每次输出的堆顶元素是此时堆中的最大元素。

2. 简述

优先队列时一种比较重要的数据结构，它是有二项队列编写而成的，可以以O(log n) 的效率查找一个队列中的最大值或者最小值，其中是最大值还是最小值是根据创建的优先队列的性质、也就是由 人为设定的比较函数（上述第三个参数function） 来决定的。

3. 成员函数

入	出	顶
Q.push()	Q.pop()	Q.top()

4. 如何实现最小堆？

方法一： 把待输入的元素全都取相反数，如{1, -2, 3} 变为{-1, 2, -3}这样再存到priority_queue中，它就变成了原数组的一个最小堆，只是数字变成了原数组的相反数。

方法二： 自定义如1中所述模板参数的第三个参数，把比较函数设为大于比较，即函数作用与**opertor >**相同，则变成了最小堆。

5. 如何修改function参数？

示例1：

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

示例2：

//重载操作符 < 或 >
 1 #include <iostream>
 2 #include <queue> 
 3 using namespace std;
 4 struct Node{
 5     int x, y;
 6     Node(int a=0, int b=0):
 7         x(a),y(b){}
 8 };
 9 bool operator<(Node a, Node b){//返回true时，说明a的优先级低于b
10     //x值较大的Node优先级低（x小的Node排在队前）
11     //x相等时，y大的优先级低（y小的Node排在队前）
12     if( a.x== b.x ) return a.y> b.y;
13     return a.x> b.x; 
14 }
15 int main(){
16     priority_queue<Node> q;
17     for( int i= 0; i< 10; ++i )
18     q.push( Node( rand(), rand() ) );
19     while( !q.empty() ){
20         cout << q.top().x << ' ' << q.top().y << endl;
21         q.pop();
22     }
23     return 0;
24 }

示例3：

//写一个新的结构体
 1 #include <iostream>
 2 #include <queue>
 3 using namespace std;
 4 struct Node{
 5     int x, y;
 6     Node( int a= 0, int b= 0 ):
 7         x(a), y(b) {}
 8 };
 9 struct cmp{
10     bool operator() ( Node a, Node b ){//默认是less函数
11         //返回true时，a的优先级低于b的优先级（a排在b的后面）
12         if( a.x== b.x ) return a.y> b.y;      
13         return a.x> b.x; }
14 };
15 int main(){
16     priority_queue<Node, vector<Node>, cmp> q;
17     for( int i= 0; i< 10; ++i )
18     q.push( Node( rand(), rand() ) );
19     while( !q.empty() ){
20         cout << q.top().x << ' ' << q.top().y << endl;
21         q.pop();
22     }
23     return 0;
24 }

示例4：（leetcode 3 / 14 周赛：最大平均通过率）

//在以下程序中，priority_queue保存的是tuple类型，则它先按tuple的第一个元素排序；若第一个元素相等，再按第二个元素排序；若第二个也相等，再按第三个元素排序。
class Solution {
public:
    double maxAverageRatio(vector<vector<int>>& classes, int extraStudents) {
        priority_queue<tuple<double, int, int>> q;

        auto diff = [](int x, int y) -> double {
            return (double)(x + 1) / (y + 1) - (double)x / y;
        };

        double ans = 0;

        int length = classes.size();
        for(int i = 0; i < length; i++)
        {
            ans += (double)classes[i][0] / classes[i][1];
            q.emplace(diff(classes[i][0], classes[i][1]), classes[i][0], classes[i][1]);
        }

        for(int i = 0; i < extraStudents; i++)
        {
            auto[d, x, y] = q.top();
            q.pop();
            ans += d;
            q.emplace(diff(x+1, y+1), x+1, y+1);
        }

        return ans/length;
    }
};

5. 注

priority_queue不能用下标取值，即没有priority_queue[i]操作。

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二、deque（双向队列）

参考： CSDN博主【千寻～】的文章deque用法详解

deque直译名为双向队列，包含在头文件 < deque > 中。

1. 模板参数

deque< Type >

2. 简述

deque是一个线性双向队列，既可以从头插入、也可以从尾插入；同样，既可以从头删除，也可以从尾删除。当然，还包含对任意位置的插入删除操作。

3. 成员函数

由于其是双向链表，因此一切操作都有前（front）、后（back）两种。

入	出	顶
Q.push_front()	Q.pop_front()	Q.front()
Q.push_back()	Q.pop_back()	Q.back()

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三、set(不重复集合)

set为不重复集合，包含在头文件 < set > 中。

1. 模板参数

set< Type >

2. 简述

set为不重复集合，即如果有两个一样的元素想要存入set，则set只会保留其中一个；且set会自动为其保存的元素进行排序。

3. 成员函数

set比较特殊，并不以push为插入，而是以insert为插入，因为set会自动排序，所以不一定后插入的元素就保存在后边，所以不能取 push 之意，而要取 insert 之意。（push有往后插入的意思，而insert是往后或往任意位置插入均可）。

由于set会自动排序，那么我们也就难以确定它的最后一个元素是什么，所以set类型没有pop，只有erase作删除用。

入	出	顶
st.insert()	无(只有同其他类型一样的删除erase)	无(只有同其他类型一样的头迭代器st.begin()和尾迭代器st.end())