C++ 优先队列应用方法 浅析

【摘要】

本文从两个方面介绍优先队列，1.优先队列的常见函数；2.优先队列代码实现：堆排序和哈夫曼树。

【正文】

一.优先队列函数列表

• empty() 如果优先队列为空，则返回真
• pop() 删除第一个元素
• push() 加入一个元素
• size() 返回优先队列中拥有的元素的个数
• top() 返回优先队列中有最高优先级的元素

二.优先队列代码用例

示例1
#include <iostream>
#include <queue>
#include <deque>
#include <vector>
#include <functional>
using namespace std;  

#if _MSC_VER > 1020 // if VC++ version is > 4.2
 using namespace std; // std c++ libs implemented in std
 #endif  

// Using priority_queue with deque
// Use of function greater sorts the items in ascending order
typedef deque<int, allocator<int> > INTDQU;
typedef priority_queue<int,INTDQU, greater<int> > INTPRQUE;  

// Using priority_queue with vector
// Use of function less sorts the items in descending order
typedef vector<char, allocator<char> > CHVECTOR;
typedef priority_queue<char,CHVECTOR,less<char> > CHPRQUE;  

void main(void)
{  

 int size_q;
 INTPRQUE q;
 CHPRQUE p;  

 // Insert items in the priority_queue(uses deque)
 q.push(42);
 q.push(100);
 q.push(49);
 q.push(201);  

 // Output the item at the top using top()
 cout << q.top() << endl;
 // Output the size of priority_queue
 size_q = q.size();
 cout << "size of q is:" << size_q << endl;
 // Output items in priority_queue using top()
 // and use pop() to get to next item until
 // priority_queue is empty
 while (!q.empty())
 {
 cout << q.top() << endl;
 q.pop();
 }  

// Insert items in the priority_queue(uses vector)
 p.push('c');
 p.push('a');
 p.push('d');
 p.push('m');
 p.push('h');  

 // Output the item at the top using top()
 cout << p.top() << endl;  

 // Output the size of priority_queue
 size_q = p.size();
 cout << "size of p is:" << size_q << endl;  

 // Output items in priority_queue using top()
 // and use pop() to get to next item until
 // priority_queue is empty
 while (!p.empty())
 {
 cout << p.top() << endl;
 p.pop();
 }
}

输出结果：  
42   
size of q is:4   
42   49   100   201   

m  
size of p is:5  
m   h   d   c  a 

示例2
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
struct cmp
{
 bool operator()(const int &a,const int &b)  

 {
 return a<b;//按升序排序  

 }
};
typedef priority_queue< int, vector<int>, cmp > qu;
void main()
{
 qu p;
 p.push(42);
 p.push(100);
 p.push(49);
 p.push(201);
 while (!p.empty())
 {
 cout << p.top() << endl;
 p.pop();
 }
} 

输出结果：   
201   100   49   42 

示例3(用priority_queue实现哈夫曼树)：
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
class Node
{
public:
 int weight;
 Node* left;
 Node* right;
 Node(int w, Node* l, Node* r): weight(w), left(l), right(r) {}
 Node(int w): weight(w), left(NULL), right(NULL) {}
};  

class cmp //用于priority_queue的仿函数类
{
 public :
 bool operator()(Node* a,Node* b)  

 {
 return a->weight>=b->weight;
 }
};  

//传入的是指针，如果用对象去实现，你就不知道左右指针的指向了  

//中序遍历
void InOrder(Node* p)
{
 if (p != NULL)
 {
 InOrder(p->left);
 cout<<p->weight<<'/t';
 InOrder(p->right);
 }
}  

void freeTree(Node* p)//销毁二叉树
{
if(p->left!=NULL)
 freeTree(p->left);
if(p->right!=NULL)
 freeTree(p->right);
delete(p);
}  

int main()
{
 Node* m1,*m2;
 priority_queue<Node*,vector<Node*>,cmp> q;
 for(int i=0;i<6;++i)//6个节点
 {
 int n=rand()%100;
 q.push(new Node(n));//权值随机产生
 cout<<n<<'/t';
 }
 cout<<endl;
 for(int j=1;j<6;++j)//合并5次
 {
 m1=q.top(); q.pop();
 m2=q.top(); q.pop();
 int w=m1->weight+m2->weight;
 q.push(new Node(w,m1,m2));
 }
 Node* root=q.top();
 InOrder(root);
 cout<<endl;
 freeTree(root);  

 system("pause");
 return 0;
} 

输出结果：  
41 67 34 0 69 24  
41 99 0 24 24 58 34 235 67 136  

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