STL Priority_Queue

 

priority_queue 调用 STL里面的 make_heap(), pop_heap(), push_heap() 算法
实现，也算是堆的另外一种形式。

先写一个用 STL 里面堆算法实现的与真正的STL里面的 priority_queue 用法相
似的 priority_queue， 以加深对 priority_queue 的理解

 

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>

usingnamespacestd;

classpriority_queue
{
private:
vector<int>da<wbr style="line-height:23px">ta;<br style="line-height:23px"><img alt="priority_queue用法（转载） - 小六 - 小六的博客" src="http://www.cppblog.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif" align="top" style="line-height:23px; border-top-width:0px; border-right-width:0px; border-bottom-width:0px; border-left-width:0px; border-style:initial; border-color:initial; max-width:100%"><br style="line-height:23px"><img alt="priority_queue用法（转载） - 小六 - 小六的博客" src="http://www.cppblog.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif" align="top" style="line-height:23px; border-top-width:0px; border-right-width:0px; border-bottom-width:0px; border-left-width:0px; border-style:initial; border-color:initial; max-width:100%"></wbr>public:
voidpush(intt){
da<wbr style="line-height:23px">ta.push_back(t);<br style="line-height:23px"><img alt="priority_queue用法（转载） - 小六 - 小六的博客" src="http://www.cppblog.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif" align="top" style="line-height:23px; border-top-width:0px; border-right-width:0px; border-bottom-width:0px; border-left-width:0px; border-style:initial; border-color:initial; max-width:100%">push_heap(da<wbr style="line-height:23px">ta.begin(),da<wbr style="line-height:23px">ta.end());<br style="line-height:23px"><img alt="priority_queue用法（转载） - 小六 - 小六的博客" src="http://www.cppblog.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockEnd.gif" align="top" style="line-height:23px; border-top-width:0px; border-right-width:0px; border-bottom-width:0px; border-left-width:0px; border-style:initial; border-color:initial; max-width:100%">}</wbr></wbr></wbr>

voidpop(){
pop_heap(da<wbr style="line-height:23px">ta.begin(),da<wbr style="line-height:23px">ta.end());<br style="line-height:23px"><img alt="priority_queue用法（转载） - 小六 - 小六的博客" src="http://www.cppblog.com/Images/OutliningIndicators/InBlock.gif" align="top" style="line-height:23px; border-top-width:0px; border-right-width:0px; border-bottom-width:0px; border-left-width:0px; border-style:initial; border-color:initial; max-width:100%">da<wbr style="line-height:23px">ta.pop_back();<br style="line-height:23px"><img alt="priority_queue用法（转载） - 小六 - 小六的博客" src="http://www.cppblog.com/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockEnd.gif" align="top" style="line-height:23px; border-top-width:0px; border-right-width:0px; border-bottom-width:0px; border-left-width:0px; border-style:initial; border-color:initial; max-width:100%">}</wbr></wbr></wbr>

inttop(){returnda<wbr style="line-height:23px">ta.front();}</wbr>
intsize(){returnda<wbr style="line-height:23px">ta.size();}</wbr>
boolempty(){returnda<wbr style="line-height:23px">ta.empty();}</wbr>
};


intmain()
{
priority_queuetest;
test.push(3);
test.push(5);
test.push(2);
test.push(4);

while(!test.empty()){
cout<<test.top()<<endl;
test.pop();}

return0;
}

STL里面的 priority_queue 写法与此相似，只是增加了模板及相关的迭代器什么的。

priority_queue 对于基本类型的使用方法相对简单。
他的模板声明带有三个参数，priority_queue<Type, Container, Functional>
Type 为数据类型， Container 为保存数据的容器，Functional 为元素比较方式。
Container 必须是用数组实现的容器，比如 vector, deque 但不能用 list.
STL里面默认用的是 vector. 比较方式默认用 operator< , 所以如果你把后面俩个
参数缺省的话，优先队列就是大顶堆，队头元素最大。
看例子

 

#include<iostream>
#include<queue>

usingnamespacestd;

intmain(){
priority_queue<int>q;

for(inti=0;i<10;++i)q.push(rand());
while(!q.empty()){
cout<<q.top()<<endl;
q.pop();
}

getchar();
return0;
}

如果要用到小顶堆，则一般要把模板的三个参数都带进去。
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
例子:

#include<iostream>
#include<queue>

usingnamespacestd;

intmain(){
priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>q;

for(inti=0;i<10;++i)q.push(rand());
while(!q.empty()){
cout<<q.top()<<endl;
q.pop();
}

getchar();
return0;
}

对于自定义类型，则必须自己重载 operator< 或者自己写仿函数
先看看例子:

#include<iostream>
#include<queue>

usingnamespacestd;

structNode{
intx,y;
Node(inta=0,intb=0):
x(a),y(b){}
};

booloperator<(Nodea,Nodeb){
if(a.x==b.x)returna.y>b.y;
returna.x>b.x;
}

intmain(){
priority_queue<Node>q;

for(inti=0;i<10;++i)
q.push(Node(rand(),rand()));

while(!q.empty()){
cout<<q.top().x<<''<<q.top().y<<endl;
q.pop();
}

getchar();
return0;
}

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。
但此时不能像基本类型这样声明
priority_queue<Node, vector<Node>, greater<Node> >;
原因是 greater<Node> 没有定义，如果想用这种方法定义
则可以按如下方式

例子:

#include<iostream>
#include<queue>

usingnamespacestd;

structNode{
intx,y;
Node(inta=0,intb=0):
x(a),y(b){}
};

structcmp{
booloperator()(Nodea,Nodeb){
if(a.x==b.x)returna.y>b.y;

returna.x>b.x;}
};

intmain(){
priority_queue<Node,vector<Node>,cmp>q;

for(inti=0;i<10;++i)
q.push(Node(rand(),rand()));

while(!q.empty()){
cout<<q.top().x<<''<<q.top().y<<endl;
q.pop();
}

getchar();
return0;
}

priority_queue

在优先队列中，优先级高的元素先出队列。
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。
优先队列的第一种用法，也是最常用的用法：

priority_queue<int>qi;

通过<操作符可知在整数中元素大的优先级高。
故示例1中输出结果为：9 6 5 3 2

第二种方法：
在示例1中，如果我们要把元素从小到大输出怎么办呢？
这时我们可以传入一个比较函数，使用functional.h函数对象作为比较函数。

priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>qi2;

其中
第二个参数为容器类型。
第二个参数为比较函数。
故示例2中输出结果为：2 3 5 6 9

第三种方法：
自定义优先级。

structnode
{
friendbooloperator<(noden1,noden2)
{
returnn1.priority<n2.priority;
}
intpriority;
intvalue;
};

在该结构中，value为值，priority为优先级。
通过自定义operator<操作符来比较元素中的优先级。
在示例3中输出结果为：
优先级 值
9 5
8 2
61
23
14
但如果结构定义如下：

structnode
{
friendbooloperator>(noden1,noden2)
{
returnn1.priority>n2.priority;
}
intpriority;
intvalue;
};

则会编译不过（G++编译器）
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。
而且自定义类型的<操作符与>操作符并无直接联系，故会编译不过。

//代码清单

 

#include<iostream>
#include<functional>
#include<queue>
usingnamespacestd;
structnode
{
friendbooloperator<(noden1,noden2)
{
returnn1.priority<n2.priority;
}
intpriority;
intvalue;
};
intmain()
{
constintlen=5;
inti;
inta[len]={3,5,9,6,2};
//示例1
priority_queue<int>qi;
for(i=0;i<len;i++)
qi.push(a[i]);
for(i=0;i<len;i++)
{
cout<<qi.top()<<"";
qi.pop();
}
cout<<endl;
//示例2
priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>qi2;
for(i=0;i<len;i++)
qi2.push(a[i]);
for(i=0;i<len;i++)
{
cout<<qi2.top()<<"";
qi2.pop();
}
cout<<endl;
//示例3
priority_queue<node>qn;
nodeb[len];
b[0].priority=6;b[0].value=1;
b[1].priority=9;b[1].value=5;
b[2].priority=2;b[2].value=3;
b[3].priority=8;b[3].value=2;
b[4].priority=1;b[4].value=4;

for(i=0;i<len;i++)
qn.push(b[i]);
cout<<"优先级"<<'\t'<<"值"<<endl;
for(i=0;i<len;i++)
{
cout<<qn.top().priority<<'\t'<<qn.top().value<<endl;
qn.pop();
}
return0;
}