C++ STL priority_queue

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priority_queue 优先级队列是一个拥有权值概念的单向队列queue，在这个队列中，所有元素是按优先级排列的（也可以认为queue是个按进入队列的先后做为优先级的优先队列——先进入队列的元素优先权要高于后进入队列的元素）。

在计算机操作系统中，优先级队列的使用是相当频繁的，进线程调度都会用到。

在STL的具体实现中，priority_queue也是以别的容器作为底部结构，再根据堆的处理规则来调整元素之间的位置。

模板声明：

priority_queue<Type, Container, Functional>   //含三个参数

Type 为数据类型，Container 为保存数据的容器，Functional 为元素比较方式

默认Container：vector     //Container 必须是用数组实现的容器，比如 vector, deque ；不能用 list
默认Function：operator<
所以若后面两个参数缺省的话，优先队列就是大顶堆

priority_queue 函数列表

priority_queue <Elem> c   //创建一个空的queue 。(注：priority_queue构造函数有7个版本)
c.top()       //返回队列头部数据
c.push(elem)  //在队列尾部增加elem数据
c.pop()       //队列头部数据出队
c.empty()     //判断队列是否为空
c.size()      //返回队列中数据的个数

1. 大顶堆 - 默认

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main(){
    priority_queue<int, vector<int>, less<int> >q1;  //使用priority_queue<int> q1;一样
    for(int i=0; i<10; i++)
	q1.push(i);
    while(!q1.empty()){
        cout << q1.top() << endl;
        q1.pop();
    }
    return 0;
}

2. 小顶堆 – greater<>

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

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main(){
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >q2;
    for(int i=0; i<10; i++)
	q2.push(i);
    while(!q2.empty()){
        cout << q2.top() << endl;
        q2.pop();
    }
    return 0;
}

3. 自定义类型

- 法一：重载 operator<

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.
此时不能像基本类型这样声明 priority_queue<Node, vector<Node>, greater<Node> >;
因为 greater<Node> 没有定义

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
struct Node{
    int x, y;
}node;
//重载>会编译出错，因为标准库默认使用元素类型的<操作符来确定它们之间的优先级关系
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++){
    	node.x=i;
    	node.y=10-i/2;
    	q.push(node);
    }
    while(!q.empty()){
        cout << q.top().x << ‘ ‘ << q.top().y << endl;
        q.pop();
    }
    return 0;
}

- 法二：自己写仿函数 cmp

仿函数(functor)：使一个类的使用看上去像一个函数。其实现就是类中实现一个运算符函数operator()，这个类有了类似函数的行为，就是一个仿函数类了.

推广：set的自定义比较函数也可以写成这种形式

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
struct Node{
	int x, y;
}node;
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++){
    	node.x=i;
    	node.y=10-i/2;
	q.push(node);
    }
    while(!q.empty()){
        cout << q.top().x << ‘ ‘ << q.top().y << endl;
        q.pop();
    }
    return 0;
}