一、什么是priority_queue
(1)priority_queue即优先级队列,是一种容器适配器,最大元素放在第一个。
(2)底层用堆实现,默认是大堆,因为默认大的优先级高,可随时插入元素,可快速查找最大元素,即优先级队列中第一个元素。
(3)优先级队列元素从特定容器的“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,堆的物理结构是数组,所以优先级队列也是一个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。
二、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。
1.priority_queue的构造
priority_queue有两种构造方式:
(1)构造一个空的优先级队列
1. explicit priority_queue (const Compare& comp = Compare(), 2. const Container& ctnr = Container());//构造一个控的优先级队列
构造一个空的优先级队列pq1:
1. #include<iostream> 2. #include<queue>//队列 3. #include<vector>//数组 4. #include<functional>//比较符号,less 或 greater 5. 6. using namespace std; 7. 8. int main() 9. { 10. priority_queue<int> pq1;//构造一个空的优先级队列 11. 12. pq1.push(3);//向优先级队列中插入元素 13. pq1.push(1); 14. pq1.push(6); 15. pq1.push(12); 16. pq1.push(7); 17. 18. while (!pq1.empty()) 19. { 20. cout << pq1.top() << endl; 21. pq1.pop(); 22. } 23. }
(2)用迭代器区间构造一个优先级队列
1. template <class InputIterator> 2. priority_queue (InputIterator first, InputIterator last, 3. const Compare& comp = Compare(), 4. const Container& ctnr = Container());//用first和last之间的元素构造优先级队列
使用数组的迭代器区间构造一个优先级队列:
1. vector<int> v; 2. v.push_back(1); 3. v.push_back(2); 4. v.push_back(3); 5. v.push_back(4); 6. 7. priority_queue<int> pq2(v.begin(), v.end()) ;//用v的迭代器区间构造pq2
以上都构造的是大堆,如何构造一个小堆呢?
可以使用如下模板构造:T是元素类型,Container 指定容器,Compare是元素比较方式,大于还是小于,默认为大于less,即大堆,如果想改成小堆,就用greater。
1. template <class T, class Container = vector<T>, 2. class Compare = less<typename Container::value_type> > class priority_queue;
value_type被typedef为T,编译器编译的时候是没有vecto的,因为vector没有被实例化,所以编译器编译的时候不知道Container是vector,不知道value_type类型。
构造一个小堆:
1. priority_queue<int,vector<int>,greater<vector<int>::value_type>> pq4; 2. pq4.push(20); 3. pq4.push(2); 4. pq4.push(8); 5. pq4.push(5); 6. 7. while (!pq4.empty()) 8. { 9. cout << pq4.top() << endl; 10. pq4.pop(); 11. }
2.push( )
向优先级队列中插入元素
void push (const value_type& val);//向优先级队列中插入元素
向pq3中插入元素:
1. priority_queue<int> pq3; 2. pq3.push(6);//向优先级队列中插入元素 3. pq3.push(3); 4. pq3.push(9); 5. pq3.push(8);
3.pop( )
删除优先级队列第一个元素
void pop();//删除优先级队列第一个元素
删除pq3的第一个元素:
pq3.pop();//删除优先级队列第一个元素
4.size( )
返回优先级队列的元素个数
size_type size() const;//返回优先级队列的元素个数
返回pq3的元素个数
cout << pq3.size() << endl;//返回pq3的元素个数
5.empty( )
判断优先级队列是否为空
bool empty() const;//判断优先级队列是否为空
判断pq3是否为空
cout << pq3.empty() << endl;