C++_priority_queue(优先级队列)
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1. priority_queue的介绍和使用
优先级队列的实现的关键取决于数据结构的堆，如果忘记了，就回去看看吧
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。
1.1 priority_queue的使用
优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用priority_queue。注意：默认情况下priority_queue是大堆。
| 函数声明 | 接口说明 |
| priority_queue()/priority_queue(first,last) | 构造一个空的优先级队列 |
| empty( ) | 检测优先级队列是否为空，是返回true，否返回false |
| top( ) | 返回优先级队列的最大值(最小值)，即堆顶元素 |
| push(x) | 在优先级队列中插入x |
| pop() | 删除优先级队列中的最大(最小)元素，即堆顶元素 |
注意:
1.在默认情况下priority_queue默认为大堆
#include<iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;
void TestPriorityQueue()
{
vector<int> v{ 3,2,7,6,0,4,1,9,8,5 };
priority_queue<int> q1(v.begin(), v.end());
while (!q1.empty())
{
cout << q1.top() << " ";
q1.pop();
}
cout << endl;
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q2(v.begin(), v.end());
while (!q2.empty())
{
cout << q2.top() << " ";
q2.pop();
}
}
int main()
{
TestPriorityQueue();
return 0;
}2. 如果在priority_queue中放自定义类型的数据，用户需要在自定义类型中提供> 或者< 的重载
class Date
{
public :
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
bool operator<(const Date& d)const
{
return (_year < d._year) ||
(_year == d._year && _month < d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
}
bool operator>(const Date& d)const
{
return (_year > d._year) ||
(_year == d._year && _month > d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);
}
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void TestPriorityQueue()
{
// 大堆，需要用户在自定义类型中提供<的重载
priority_queue<Date> q1;
q1.push(Date(2018, 10, 29));
q1.push(Date(2018, 10, 28));
q1.push(Date(2018, 10, 30));
cout << q1.top() << endl;
// 如果要创建小堆，需要用户提供>的重载
priority_queue<Date, vector<Date>, greater<Date>> q2;
q2.push(Date(2018, 10, 29));
q2.push(Date(2018, 10, 28));
q2.push(Date(2018, 10, 30));
cout << q2.top() << endl;
}3.可以使用仿函数进行大堆小堆的排序
仿函数实质是一个类，是一个什么类呢？
是一种重载了函数调用运算符operator()的类或结构体，它可以使一个类的使用看上去像一个函数。仿函数可以接受参数并返回值，可以用于STL算法中的函数对象参数，也可以用于函数指针的替代。仿函数的主要作用包括：
①提供一种灵活的方式来实现函数对象，可以根据实际需求定制自己的函数对象，比如排序、查找等算法。
②封装函数参数，使得算法可以接受不同类型的参数，增加算法的通用性。
③保存状态，在多次调用之间保持状态，避免每次调用时都需要重新计算。
④替代函数指针，因为函数指针只能指向全局函数或静态成员函数，而仿函数可以指向任意类型的函数，包括成员函数和非静态成员函数。
template<class T>
class Less
{
public:
bool operator()(const T& x,const T& y)
{
return x < y;
}
};
template<class T>
class Greater
{
public:
bool operator()(const T& x, const T& y)
{
return x > y;
}
};
template<class T,class Compare>
void BubbleSort(vector<T>& v,Compare com)
{
int i = 0, j = 0;
for (i = 0; i < v.size(); i++)
{
int flag = 0;
for (j = 1; j < v.size() - i; j++)
{
if (com(v[j], v[j - 1]))
{
swap(v[j-1],v[j]);
flag = 1;
}
}
if (flag == 0)
{
break;
}
}
}
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(5);
v.push_back(7);
v.push_back(8);
v.push_back(1);
v.push_back(0);
v.push_back(2);
v.push_back(6);
v.push_back(9);
BubbleSort(v, Less<int>());//此处是匿名对象传参的，也可以先创建Less less;
auto it1 = v.begin();
while (it1 != v.end())
{
cout << *it1 << " ";
++it1;
}
return 0;
}1.2 priority_queue的模拟实现
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<vector>
#include<functional>
using namespace std;//仿函数
template <class T>
class Less
{
public:
bool operator ()(const T& x, const T& y) {
return x < y;
}
};template <class T>
class Greater
{
public:
bool operator ()(const T& x, const T& y) {
return x > y;
}
};
namespace sui {
template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = class Greater<T> >
class priority_queue
{
public:bool empty() const {
return c.empty();
}
size_t size() const {
return c.size();
}
T top() const {
return c[0];
}
void AdjustUp(int child)
{
Compare com;
int parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0) {
if (com(c[parent], c[child])) {
swap(c[parent], c[child]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else {
break;
}
}}
void push(const T& x) {
c.push_back(x);
AdjustUp(c.size() - 1);
}void AdjustDown(int parent) {
size_t child = parent * 2 + 1;//假设左孩子小
//建大堆
Compare com;
while (child < c.size()) {
//如果右孩子大，child为右孩子
if (child + 1 < c.size() && com(c[child], c[child + 1])) {
++child;
}
//如果父亲的值小于孩子
if (com(c[parent], c[child])) {
swap(c[parent], c[child]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
void pop() {
swap(c[0], c[c.size() - 1]);
c.pop_back();
AdjustDown(0);
}
private:
Container c;
};
};
原文地址：https://blog.csdn.net/Asuku_/article/details/143781264
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