C++ 学习笔记之 STL 队列

一.  引言

　　在算法以及数据结构的实现中，很多地方我们都需要队列（遵循FIFO，先进先出原则）。

　　为了使用队列，我们可以自己用数组来实现队列，但自己写太麻烦不说，并且还很容易出错。

　　好在C++的STL（标准模板库）为我们实现了一个强大的队列,它包含在头文件<queue>中。

二.    queue

a)     构造函数

下面用例子来展示queue的构造函数

    deque<int> deck(3,100);

    list<int> mylist(2,100);

    queue<int> first;//默认构造

    queue<int,list<int> > second(mylist);//以list为容器构造

    queue<int> third(mylist);//以deque为容器构造，其中deque是queue的默认容器

queue<int,deque<int> > forth(mylist);//用默认容器构造，deque是queue的默认容器

我们可以使用deque(双端队列容器)或者list（链表容器）来作为queue的基础容器（underlying container，即队列是在基础容器的基础上实现的）,其中deque是默认使用的，如果没有在参数中特殊指定，那么queue就使用deque作为基础容器。

b)     其他成员函数

1. empty 测试容器是否为空，为空时返回true
2. size 返回容器的大小
3. front 返回队列的第一个元素,即最早被压进队列的元素
4. back 返回队列的最后一个元素,即最晚被压进队列的元素
5. push 把元素添加至队列尾
6. pop 弹出队列首元素
7. swap(C++11) 交换两个队列
8. emplace(C++11) 在容器中直接构造元素，可以参考C++11新特性emplace操作

三.    priority_queue（优先队列）

a)     构造函数

 1 #include <cstdio>
 2 #include <queue>
 3 #include <cstdlib>
 4 #include <iostream>
 5 #include <ctime>
 6 #include <functional>
 7 using namespace std;
 8 struct Node{
 9     int a ;
10     Node(int a):a(a){}
11 };
12 struct mycomparision{
13     bool reverse;
14     mycomparision(const bool &revparam=false){
15         reverse = revparam;
16     }
17     bool operator () (const int & lhs, const int &rhs) const {
18         if(reverse)return (lhs > rhs);//升序
19         else return (lhs < rhs);//降序
20     }
21 };
22 struct cmp{
23     bool operator () (const Node a, const Node b) const{
24         return a.a < b.a;//小于号代表降序输出
25     }
26 };
27 int main(){
28     int myints[] = {10,60,50,20};
29     priority_queue<int> zero;
30     priority_queue<Node,vector<Node>,cmp> first;//自定义结构体的优先队列，降序输出
31     for(int c : myints){
32         first.push(Node(c));
33     }
34     priority_queue<int,vector<int>,mycomparision> second(myints,myints+4,mycomparision(true));//与自定义的仿函数mycomparision结合实现自定义排序功能
35     priority_queue<int,vector<int>,mycomparision> third(myints,myints+4,mycomparision());
36     priority_queue<int,vector<int>,mycomparision> forth(myints,myints+4);//输出结果同third
37     priority_queue<int,vector<int>,less<int>> fifth(myints,myints+4);//结果同third,less使队列优先输出小数，此为默认，即less<int>可以省略
38     priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> sixth(myints,myints+4);//使用functional库中的仿函数greater使队列优先输出小数
39     while(!first.empty()){
40         cout << first.top().a << " ";
41         first.pop();
42     }
43     cout << endl;
44     while(!second.empty()){
45         cout << second.top() << " ";
46         second.pop();
47     }
48     cout << endl;
49     while(!third.empty()){
50         cout << third.top() << " ";
51         third.pop();
52     }
53     cout << endl;
54     while(!forth.empty()){
55         cout << forth.top() << " ";
56         forth.pop();
57     }
58     cout << endl;
59     while(!fifth.empty()){
60         cout << fifth.top() << " ";
61         fifth.pop();
62     }
63     cout << endl;
64     while(!sixth.empty()){
65         cout << sixth.top() << " ";
66         sixth.pop();
67     }
68     return 0;
69 }

优先队列内部维持了堆。利用堆来实现随机的

我们可以使用deque(双端队列容器)或者vector（向量容器）来作为priority_queue的基础容器,其中vector是默认使用的，如果没有在参数中特殊指定，那么queue就使用vector作为基础容器。

这里还要特别注意仿函数的使用。在头文件<functional>提供了一部分仿函数，我们可以利用这些仿函数来实现对基本数据类型的升序降序操作。但对于自定义的结构体类型，我们需要自己额外来实现仿函数来进行排序。有关仿函数的概念可以参考博客：【C++ STL】深入解析神秘的 --- 仿函数

b)     其他成员函数

priority_queue的成员函数与queue大体一致，其中需要注意的是：

1. top取代了原来的front，每次取特定排序规则中的具有最值的元素
2. 取消了back函数

以上是我自己查资料总结的队列的一些用法，如有不对之处还望各位斧正。