STL priority_queue（优先队列）详解

Z时代
2024-01-10
分类：综合

构造，析构


priority_queue() //默认构造函数，生成一个空的排序队列 
priority_queue(const queue&); //拷贝构造函数 
priority_queue(const Compare& comp);
//构造生成一个空的priority_queue对象，
//使用comp作为priority_queue的comparison 
priority_queue(const value_type* first, const value_type* last); 
//带有两个参数的构造函数， 
//使用默认的Comparison作为第三个参数 
priority_queue& operator=(const priority_queue &);  
//赋值运算符重载 
c.~priority_queue() //销毁所有元素并释放内存

### 常用函数###


empty();//判断是否为空 
push(Elem e);//队列尾部增加一元素 
pop();//队列头部数据出队 
top();//返回头部数据 
size();//返回栈中元素个数

### 改变排列顺序###

priority_queue < Type, Container, Functional >

如果我们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。在很多时候，我们需要的不一定是最大值，

也有可能是最小值。这是就需要我们来改变priority_queue中的顺序。

方法有两种：

1.如果加入优先队列的是基本类型，那么我们就可以这样，我们以int为例：

//注意greater<int> >这之间有一个空格

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

2.对于自定义数据类型的话，我们不论是要改变排序方式，还是不改变都要这样 – 重载小于( < ) 运算符：

因为，如果你不重载比较运算符的话，编译器无法比较自定义数据类型的大小关系。然而又因为在priority_queue的内部，只需用到小于号（<），所以我们只需要重载小于号即可。当然对于自定义数据类型来说，也是必须重载，否则将无法使用priority_queue。重载小于号，我们可以有两种方式，一种用成员函数，一种使用友元函数（这里就不多说了，不会的同学，自己在好好复习复习C++）

### 优先队列的使用范例###


#include <queue> 
#include <list> 
#include <cstdio> 
using namespace std; 
/** 
 优先级队列的使用范例 
*/ 
int main(){ 
  //优先队列默认是使用vector作为容器 
  priority_queue<int> a; 
  // priority_queue<int,list<int>> b;//可以这样定义，但无法使用 
  int i; 
  //压入数据 
  for(i=0;i<10;i++){ 
   a.push(i*2-5); 
   //b.push(i);//编译错误 
  } 
  printf("优先队列的大小=%d\n",a.size()); 
  while(!a.empty()){ 
    printf("%d\n",a.top()); 
    a.pop();//出队 
  } 
  putchar('\n'); 
  return 0; 
}

### 优先队列带比较函数示例（针对结构体）###

下面程序是针对结构体的，对数据的比较是通过对结构体重载operator()。

程序功能是模拟排队过程，每人有姓名和优先级，优先级相同则比较姓名，开始有5个人进入队列，然后队头2个人出队，再有3个人进入队列，最后所有人都依次出队，程序会输出离开队伍的顺序


#include <queue> 
#include <cstring> 
#include <cstdio> 
using namespace std; 
/** 
 结构体 
*/ 
struct Node{ 
  char szName[20];//人名 
  int priority;//优先级 
  //构造函数 
  Node(int nri, char *pszName){ 
    strcpy(szName, pszName); 
    priority = nri; 
  } 
}; 
/** 
 结构体的比较方法 改写operator() 
*/ 
struct NodeCmp{ 
//重写operator()方法,注意这里重写的写法，operator()(参数1，...) 
  bool operator()(const Node &na, const Node &nb){ 
    if (na.priority != nb.priority) 
      return na.priority <= nb.priority; 
    else 
      return strcmp(na.szName, nb.szName) > 0; 
  } 
}; 
/** 
 打印节点 
*/ 
void PrintfNode(Node na){ 
  printf("%s %d\n", na.szName, na.priority); 
} 
int main(){ 
  //优先级队列默认是使用vector作容器，底层数据结构为堆。 
  priority_queue<Node, vector<Node>, NodeCmp> a; 
  //有5个人进入队列 
  a.push(Node(5, "小谭")); 
  a.push(Node(3, "小刘")); 
  a.push(Node(1, "小涛")); 
  a.push(Node(5, "小王")); 
  //队头的2个人出队 
  PrintfNode(a.top()); 
  a.pop(); 
  PrintfNode(a.top()); 
  a.pop(); 
  printf("--------------------\n"); 
  //再进入3个人 
  a.push(Node(2, "小白")); 
  a.push(Node(2, "小强")); 
  a.push(Node(3, "小新")); 
  //所有人都依次出队 
  while (!a.empty()){ 
    PrintfNode(a.top()); 
    a.pop(); 
  } 
  return 0; 
}