【C++初阶】仿函数和priority_queue的模拟实现(附源码)

简介: 【C++初阶】仿函数和priority_queue的模拟实现(附源码)

一.仿函数

仿函数,顾名思义就是模仿函数,它其实是一个类,类里面重载了运算符(),在调用这个重载的运算符时,让我们感觉是调用函数一样,可以说相当于C语言里的函数指针一样,但是函数指针的可读性不好,不如仿函数。

仿函数的特点

1.仿函数即使定义相同,也可能有不同的类型;

2.仿函数通常比一般函数速度快;

3.仿函数使程序代码变简单。

例子

1. template<class T>
2. class Less
3. {
4. public:
5.  bool operator()(const T& x, const T& y)
6.  {
7.    return x < y;
8.  }
9. };
10. 
11. int main()
12. {
13.   int a = 10, b = 20;
14.   Less<int> Le;
15.   cout << Le(a, b) << endl;   //像函数一样调用
16. 
17.   return 0;
18. }

二.模拟实现priority_queue

priority_queue即优先级队列,它的底层是一个堆,且默认是大堆,所以在模拟实现优先级队列时要先建堆,不了解的话可以参考文章:堆的实现

相关接口:

 

源码

1. //less是库里的仿函数, 用来判断左操作数是否小于右操作数,可以用来建大堆
2. //greater也是库里的仿函数,比较左操作数是否大于右操作数,可以用来建小堆
3. //库里比较的是内置类型的大小,如果是自定义类型,那么自定义类型里就必须要重载 > 或 < 运算符
4. template<class T,class Containers=vector<T>,class Compare=less<T>> 
5.  class priority_queue
6.  {
7.  private:
8. //默认建大堆
9.    //向下调整
10.     void AdjustDown(int parent)
11.     {
12.       Compare com;
13.       int child = 2 * parent + 1;
14.       while (child < _con.size())
15.       {
16.         if (child + 1 < _con.size() && com(_con[parent], _con[child+1]))
17.         {
18.           child++;
19.         }
20. 
21.         if (com(_con[parent], _con[child]))
22.         {
23.           std::swap(_con[parent], _con[child]);
24.           parent = child;
25.           child = 2 * parent + 1;
26.         }
27.         else
28.           break;
29.       }
30.     }
31. 
32.     //向上调整
33.     void AdjustUp(int child)
34.     {
35.       Compare com;
36.       int parent = (child - 1) / 2;
37.       while (child > 0)
38.       {
39.         if (com(_con[parent], _con[child]))
40.         {
41.           std::swap(_con[parent], _con[child]);
42.           child = parent;
43.           parent = (child - 1) / 2;
44.         }
45.         else
46.           break;
47.       }
48.     }
49.   public:
50.     priority_queue()   //默认构造
51.     {
52.       ;
53.     }
54.     template<class Inputiterator>   //迭代器区间构造
55.     priority_queue(Inputiterator first, Inputiterator last)
56.     {
57.       while (first != last)   //插入数据
58.       {
59.         _con.push_back(*first);
60.         first++;
61.       }
62. 
63.       //建堆
64.       for (size_t i = (_con.size() - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
65.       {
66.         AdjustDown(i);
67.       }
68.     }
69. 
70.     void push(const T& x)   //插入
71.     {
72.       _con.push_back(x);
73.       //AdjustDown(0);
74.       AdjustUp(_con.size() - 1);
75.     }
76. 
77.     void pop()
78.     {
79.       std::swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);  //第一个元素和最后一个元素交换
80.       _con.pop_back();
81. 
82.       AdjustDown(0);
83.     }
84. 
85.     const T& top()  const  //取堆顶数据
86.     {
87.       return _con[0];
88.     }
89. 
90.     bool empty()
91.     {
92.       return _con.size() == 0;
93.     }
94. 
95.     size_t size() 
96.     {
97.       return _con.size();
98.     }
99. 
100.  private:
101.    Containers _con;
102.  };

三.例题:数组中K个最大的元素

链接:

数组中第K个最大的元素

题目再现:

题解:

这个就类似于topk问题,我们可以先建个大堆(大堆是排降序,小堆是排升序),然后出掉前 K-1 个数据,此时堆顶数据即最终的答案,并返回。

之前在C语言那里的时候,还得自己造轮子,手搓一个堆出来,但是C++不用了,直接使用优先级队列priority_queue

1. class Solution {
2. public:
3. int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) 
4.     {
5.         priority_queue<int> pq;   //建大堆
6. for(auto& e:nums)
7.         {
8.             pq.push(e);   //插入数据到堆里
9.         }
10. 
11. while(--k)   //出掉前k-1个数据
12.         {
13.             pq.pop();
14.         }
15. 
16. return pq.top();   //返回堆顶数据
17.     }
18. };


🐬🤖本篇文章到此就结束了, 若有错误或是建议的话,欢迎小伙伴们指出;🕊️👻

😄😆希望小伙伴们能支持支持博主啊,你们的支持对我很重要哦;🥰🤩

😍😁谢谢你的阅读。😸😼


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