priority_queue（优先队列）用法总结

利用大数堆或小数堆实现

优先队列(priority queue)

　　优先级队列 是不同于先进先出队列的另一种队列。每次从队列中取出的是具有最高优先权的元素。

       首先它是一个队列，但是它强调了“优先”二字，所以，已经不能算是一般意义上的队列了，它的“优先”意指取队首元素时，有一定的选择性，即根据元素的属性选择某一项值最优的出队~

 

关于priority_queue
1,关于STL中的priority_queue:确定用top()查看顶部元素时,该元素是具有最高优先级的一个元素. 调用pop()删除之后,将促使下一个元素进入该位置. 
2,如同stack和queue,priority_queue是一个基于基本序列容器进行构建的适配器,默认的序列器是vector.
 

模板原型：

 priority_queue<Type,Container,Compare>

 //  Type 为数据类型
 //  Container 为保存数据的容器, 必须是用数组实现的容器，比如 vector, deque 但不能用list。STL里面默认用的是 vector
 //  Compare为元素比较方式。. 比较方式默认用 operator< , 所以如果你把后面俩个参数缺省的话，优先队列就是大顶堆，队头元素最大。

 

常用的操作如下：

empty()  如果优先队列为空，则返回真 
pop()  删除第一个元素 
push()  加入一个元素 
size()  返回优先队列中拥有的元素的个数 
top()  返回优先队列中有最高优先级的元素 

 

但是在使用时必须注意：priority_queue放置元素时，不会判断元素是否重复。（因为在模板的第二个参数时顺序容器，不能保证元素的唯一性）此外可以替代默认的Compare函数

 

priority_queue 调用 STL里面的 make_heap(), pop_heap(), push_heap() 算法
实 现，也算是堆的另外一种形式。

先写一个用 STL 里面堆算法实现的与真正的STL里面的 priority_queue 用法相
似的 priority_queue， 以加深对 priority_queue 的理解

 

 #include<iostream>
 #include<algorithm>
 #include<vector>
 using namespace std;

 class priority_queue {

     private:
         vector<int> data;

     public:
         void push( int t ){
             data.push_back(t);
             push_heap( data.begin(), data.end() );
         }
         void pop(){
             pop_heap( data.begin(), data.end() );
         }
         int top()    { return data.front(); }
         int size()   { return data.size();  }
         bool empty() { return data.empty(); }

 };
 // STL里面的 priority_queue 写法与此相似，只是增加了模板及相关的迭代器什么的。


 int main()
 {
     priority_queue test;
     test.push( 3 );
     test.push( 5 );
     test.push( 2 );
     test.push( 4 );
     while( !test.empty() ){
         cout << test.top() << endl;
         test.pop();
     }
     return 0;
 }

看例子：

 #include<iostream>
 #include<queue>
 using namespace std;
 int main()
 {
     priority_queue<int> q;

     for(int i=0; i<10; ++i)
         q.push( rand() );

     while( !q.empty() ){
         cout << q.top() << endl;
         q.pop();
     }
     getchar();

     return 0;
 }

 

如果要用到小顶堆，则一般要把模板的三个参数都带进去。

STL里面定义了一个仿函数 greater<>，对于基本类型可以用这个仿函数声明小顶堆。( less< >则是从大到小)
例子:

 #include <iostream>
 #include <queue>
 using namespace std;

 int main()
 {
     priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q;  //注意 greater<int>和后面一个'>'要有空格分开!

     for( int i= 0; i< 10; ++i )
         q.push( rand() );

     while( !q.empty() ){
         cout << q.top() << endl;
         q.pop();
     }

     getchar();
     return 0;
 }

对于自定义类型，则必须自己重载 operator< 或者自己写仿函数
先看看例子:

 #include<iostream>
 #include<queue>
 using namespace std;

 struct Node{
     int x;
     int y;
     Node(int a=0, int b=0): x(a),y(b) { }
 };

 bool operator < (Node a, Node b){
     if(a.x == b.x)
         return (a.y > b.y);
     return (a.x > b.x);
 }


 int main()
 {
     priority_queue<Node>q;
     for(int i=0; i<10; ++i)
         q.push( Node( rand(), rand() ) );
     while( !q.empty() ){
         cout << q.top().x<<" "<<q.top().y<<endl;
         q.pop();
     }
     getchar();
     return 0;
 }

自定义类型重载 operator< 后，声明对象时就可以只带一个模板参数。

但此时不能像基本类型这样声明priority_queue<Node, vector<Node>, greater<Node> >;原因是 greater<Node> 没有定义，如果想用这种方法定义则可以按如下方式

例子:

 #include<iostream>
 #include<queue>
 using namespace std;

 struct Node{
     int x;
     int y;
     Node( int a=0, int b=0 ): x(a),y(b) { }
 };

 struct cmp{
     bool operator() ( Node a, Node b ){
         if( a.x==b.x )
             return a.y>b.y;
         return a.x>b.x;
     }
 };

 int main()
 {
     priority_queue<Node, vector<Node>,cmp> q;

     for(int i=0; i<10; ++i)
         q.push( Node( rand(), rand() ) );
     while( !q.empty() ){
         cout << q.top().x <<" "<< q.top().y << endl;
         q.pop();
     }

     getchar();
     return 0;
 }

 

以上例子的

 struct cmp{
     bool operator() ( Node a, Node b ){
         if( a.x==b.x )
             return a.y>b.y;
         return a.x>b.x;
     }
 };

为重点。

 

例2：

 

 #include<iostream>
 #include<functional>
 #include<cstdlib>
 #include<algorithm>
 #include<queue>
 #include<set>
 #include<vector>
 #include<string>
 using namespace std;

 struct Node{
     int data;
     Node() {}
     Node( int n ) { data=n; }
 };

 struct myCmp: binary_function< Node,Node,bool >{
     bool operator () (const Node &a,const Node &b) {
         return a.data < b.data;
     }
 };

 /*
 根据实践即便不从 binary_function 派生也是可以使用的

 class myCmp{
 public:
     bool operator () (const Node& a,const Node& b){
        return a.data < b.data;
     }
 };

 */
 int main()
 {
     priority_queue<Node,vector<Node>,myCmp> PQ;

     set<Node,myCmp> s;
     Node arr[6]={1,-1,2,-2,3,-3};
     sort(arr,arr+6,myCmp() );

     return 0;
 }