C++ STL优先队列常用用法

梦里梦外; 2022-05-28 11:29 204阅读 0赞

优先队列(priority queue)  
普通的队列是一种先进先出的数据结构，元素在队列尾追加，而从队列头删除。在优先队列中，元素被赋予优先级。当访问元素时，具有最高优先级的元素最先删除。优先队列具有最高级先出 （largest-in，first-out）的行为特征。  
STL中的优先队列-priorit\_queue，包含在头文件”queue”中，可以使用具有默认优先级的已有数据结构；也可以再定义优先队列的时候传入自定义的优先级比较对象；或者使用自定义对象(数据结构)，但是必须重载好< 操作符。

1.优先队列的常用操作

q.empty()          如果队列为空，则返回true，否则返回false
    
            q.size()           返回队列中元素的个数
    
            q.pop()            删除队首元素，但不返回其值
    
            q.top()            返回具有最高优先级的元素值，但不删除该元素
    
            q.push(item)       在基于优先级的适当位置插入新元素

其中q.top()为查找操作，在最小优先队列中搜索优先权最小的元素，在最大优先队列中搜索优先权最大的元素。q.pop()为删除该元素。优先队列插入和删除元素的复杂度都是O(lgn)，所以速度很快；另外，在优先队列中，元素可以具有相同的优先权。

priority\_queue模板原型

template< class T ,class Sequence=vector<T> ,classCompare=less<typenameSequence::value_type> >class priority_queue;

2.优先队列常用定义和重载运算符方法

①默认优先级：

#include <queue>
    using namespace std;
    
    priority_queue<int> q;

通过<操作符可知在整数中元素大的优先级高。

②传入一个比较函数，使用functional.h函数对象作为比较函数。

#include <queue>
    #include <functional>
    using namespace std;
    
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q;

此时整数中元素小的优先级高。

③传入比较结构体，自定义优先级。

#include <queue>
    using namespace std;
    
    struct cmp{
        bool operator ()(int a,int b){    //通过传入不同类型来定义不同类型优先级
            return a>b;    //最小值优先
        }
    };
    /**
    struct cmp{
        bool operator ()(int a,int b){
            return a<b;    //最大值优先
        }
    };
    **/
    
    
    priority_queue<int, vector<int>, cmp > q;

④自定义数据结构，自定义优先级。

#include <queue>
    using namespace std;
    
    struct node {
        int priority;
        int value;
        friend bool operator < (const node &a, const node &b) {  
            return a.priority < b.priority;
        }
        /* 这样写也可以
        bool operator < (const node &a) const {
            return priority < a.priority;
        }
        */
    
    };
    /**
    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。
    struct node {
        int priority;
        int value;
        friend bool operator > (const node &a, const node &b) {   //错误示范
            return a.priority > b.priority;  
        }
    };
    **/
    
    priority_queue<node> q;