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C++STL——優先隊列

16px ++ space 進行 turn 編譯 pty 結果 cto

一、相關定義

優先隊列容器與隊列一樣,只能從隊尾插入元素,從隊首刪除元素。但是它有一個特性,就是隊列中最大的元素總是位於隊首,所以出隊時,並非按照先進先出的原則進行,而是將當前隊列中最大的元素出隊。這點類似於給隊列裏的元素進行了由大到小的順序排序。元素的比較規則默認按元素值由大到小排序,可以重載“<”操作符來重新定義比較規則。

優先級隊列可以用向量(vector)或雙向隊列(deque)來實現(註意list container不能用來實現queue,因為list的叠代器不是任意存取iterator,而pop中用到堆排序時是要求randomaccess iterator 的!):
priority_queue<vector<int>, less<int> > pq1;     // 使用遞增less<int>函數對象排序


priority_queue<deque<int>, greater<int> > pq2;   // 使用遞減greater<int>函數對象排序
其成員函數有“判空(empty)” 、“尺寸(Size)” 、“棧頂元素(top)” 、“壓棧(push)” 、“彈棧(pop)”等。

二、priority_queue

基本操作:

empty()    如果隊列為空,則返回真

pop()    刪除對頂元素,刪除第一個元素

push()    加入一個元素

size()     返回優先隊列中擁有的元素個數

top()     返回優先隊列對頂元素,返回優先隊列中有最高優先級的元素

在默認的優先隊列中,優先級高的先出隊。在默認的int型中先出隊的為較大的數。

頭文件:

#include <queue>

聲明方式:

1、普通方法:

priority_queue<int> q;              //通過操作,按照元素從大到小的順序出隊 priority_queue<int,vector<int>, greater<int> > q;   //通過操作,按照元素從小到大的順序出隊

2、自定義優先級:

struct cmp {   operator bool ()(int x, int y)
  {      return x > y;   // x小的優先級高 //也可以寫成其他方式,如: return p[x] > p[y];表示p[i]小的優先級高   } }; priority_queue<int, vector<int>, cmp> q; //定義方法 //其中,第二個參數為容器類型。第三個參數為比較函數。

3、結構體聲明方式:

struct node {   int x, y;   friend bool operator < (node a, node b)   {     return a.x > b.x; //結構體中,x小的優先級高   } }; priority_queue<node>q; //定義方法 //在該結構中,y為值, x為優先級。 //通過自定義operator<操作符來比較元素中的優先級。 //在重載”<”時,最好不要重載”>”,可能會發生編譯錯誤 三、代碼實現
優先隊列,其構造及具體實現我們可以先不用深究,我們現在只需要了解其特性,及在做題中的用法。
以一個例子來解釋吧(呃,寫完才發現,這個代碼包函了幾乎所有我們要用到的用法,仔細看看吧):
/*優先隊列的基本使用    2017/8/1    xzxl*/  
#include<stdio.h>  
#include<functional>  
#include<queue>  
#include<vector>  
using namespace std;  
//定義結構,使用運算符重載,自定義優先級1  
struct cmp1{  
    bool operator ()(int &a,int &b){  
        return a>b;//最小值優先  
    }  
};  
struct cmp2{  
    bool operator ()(int &a,int &b){  
        return a<b;//最大值優先  
    }  
};  
//定義結構,使用運算符重載,自定義優先級2  
struct number1{  
    int x;  
    bool operator < (const number1 &a) const {  
        return x>a.x;//最小值優先  
    }  
};  
struct number2{  
    int x;  
    bool operator < (const number2 &a) const {  
        return x<a.x;//最大值優先  
    }  
};  
int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};  
number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};  
number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};  
  
int main()  
{   priority_queue<int>que;//采用默認優先級構造隊列  
  
    priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值優先  
    priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值優先  
  
    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//註意“>>”會被認為錯誤,  
                                                      //這是右移運算符,所以這裏用空格號隔開  
    priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值優先  
  
    priority_queue<number1>que5;  
    priority_queue<number2>que6;  
  
    int i;  
    for(i=0;a[i];i++){  
        que.push(a[i]);  
        que1.push(a[i]);  
        que2.push(a[i]);  
        que3.push(a[i]);  
        que4.push(a[i]);  
    }  
    for(i=0;num1[i].x;i++)  
        que5.push(num1[i]);  
    for(i=0;num2[i].x;i++)  
        que6.push(num2[i]);  
  
  
    printf("采用默認優先關系:\n(priority_queue<int>que;)\n");  
    printf("Queue 0:\n");  
    while(!que.empty()){  
        printf("%3d",que.top());  
        que.pop();  
    }  
    puts("");  
    puts("");  
  
    printf("采用結構體自定義優先級方式一:\n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)\n");  
    printf("Queue 1:\n");  
    while(!que1.empty()){  
        printf("%3d",que1.top());  
        que1.pop();  
    }  
    puts("");  
    printf("Queue 2:\n");  
    while(!que2.empty()){  
        printf("%3d",que2.top());  
        que2.pop();  
    }  
    puts("");  
    puts("");  
    printf("采用頭文件\"functional\"內定義優先級:\n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)\n");  
    printf("Queue 3:\n");  
    while(!que3.empty()){  
        printf("%3d",que3.top());  
        que3.pop();  
    }  
    puts("");  
    printf("Queue 4:\n");  
    while(!que4.empty()){  
        printf("%3d",que4.top());  
        que4.pop();  
    }  
    puts("");  
    puts("");  
    printf("采用結構體自定義優先級方式二:\n(priority_queue<number>que)\n");  
    printf("Queue 5:\n");  
    while(!que5.empty()){  
        printf("%3d",que5.top());  
        que5.pop();  
    }  
    puts("");  
    printf("Queue 6:\n");  
    while(!que6.empty()){  
        printf("%3d",que6.top());  
        que6.pop();  
    }  
    puts("");  
    return 0;  
}  
/* 
運行結果 : 
采用默認優先關系: 
(priority_queue<int>que;) 
Queue 0: 
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
 
采用結構體自定義優先級方式一: 
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;) 
Queue 1: 
 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 
Queue 2: 
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
 
采用頭文件"functional"內定義優先級: 
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;) 
Queue 3: 
 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 
Queue 4: 
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
 
采用結構體自定義優先級方式二: 
(priority_queue<number>que) 
Queue 5: 
 7 10 14 22 36 47 56 72 83 91 
Queue 6: 
83 72 56 47 36 22 14 10  7  3 
*/  

  

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