c++优先队列(priority_queue)用法详解

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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（first in, largest out）的行为特征。

首先要包含头文件#include<queue>, 他和queue不同的就在于我们可以自定义其中数据的优先级, 让优先级高的排在队列前面,优先出队。

优先队列具有队列的所有特性，包括队列的基本操作，只是在这基础上添加了内部的一个排序，它本质是一个堆实现的。

和队列基本操作相同:

top 访问队头元素
empty 队列是否为空
size 返回队列内元素个数
push 插入元素到队尾 (并排序)
emplace 原地构造一个元素并插入队列
pop 弹出队头元素
swap 交换内容

定义：priority_queue<Type, Container, Functional>
Type 就是数据类型，Container 就是容器类型（Container必须是用数组实现的容器，比如vector,deque等等，但不能用 list。STL里面默认用的是vector），Functional 就是比较的方式。

当需要用自定义的数据类型时才需要传入这三个参数，使用基本数据类型时，只需要传入数据类型，默认是大顶堆。
一般是：

//升序队列
priority_queue <int,vector<int>,greater<int> > q;
//降序队列
priority_queue <int,vector<int>,less<int> >q;

//greater和less是std实现的两个仿函数（就是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operator()，这个类就有了类似函数的行为，就是一个仿函数类了）

1、基本类型优先队列的例子：

#include<iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main() 
{
  //对于基础类型 默认是大顶堆
  priority_queue<int> a; 
  //等同于 priority_queue<int, vector<int>, less<int> > a;
  
  //   这里一定要有空格，不然成了右移运算符↓↓
  priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > c; //这样就是小顶堆
  priority_queue<string> b;

  for (int i = 0; i < 5; i++) 
  {
    a.push(i);
    c.push(i);
  }
  while (!a.empty()) 
  {
    cout << a.top() << ' ';
    a.pop();
  } 
  cout << endl;

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

  b.push("abc");
  b.push("abcd");
  b.push("cbd");
  while (!b.empty()) 
  {
    cout << b.top() << ' ';
    b.pop();
  } 
  cout << endl;
  return 0;
}

运行结果：

4 3 2 1 0
0 1 2 3 4
cbd abcd abc
请按任意键继续. . .

2、用pair做优先队列元素的例子：

规则：pair的比较，先比较第一个元素，第一个相等比较第二个。

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;
int main() 
{
  priority_queue<pair<int, int> > a;
  pair<int, int> b(1, 2);
  pair<int, int> c(1, 3);
  pair<int, int> d(2, 5);
  a.push(d);
  a.push(c);
  a.push(b);
  while (!a.empty()) 
  {
    cout << a.top().first << ' ' << a.top().second << '\n';
    a.pop();
  }
}

运行结果：

2 5
1 3
1 2
请按任意键继续. . .

3、用自定义类型做优先队列元素的例子

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

//方法1
struct tmp1 //运算符重载<
{
  int x;
  tmp1(int a) {x = a;}
  bool operator<(const tmp1& a) const
  {
    return x < a.x; //大顶堆
  }
};

//方法2
struct tmp2 //重写仿函数
{
  bool operator() (tmp1 a, tmp1 b) 
  {
    return a.x < b.x; //大顶堆
  }
};

int main() 
{
  tmp1 a(1);
  tmp1 b(2);
  tmp1 c(3);
  priority_queue<tmp1> d;
  d.push(b);
  d.push(c);
  d.push(a);
  while (!d.empty()) 
  {
    cout << d.top().x << '\n';
    d.pop();
  }
  cout << endl;

  priority_queue<tmp1, vector<tmp1>, tmp2> f;
  f.push(b);
  f.push(c);
  f.push(a);
  while (!f.empty()) 
  {
    cout << f.top().x << '\n';
    f.pop();
  }
}

运行结果：