c++優先佇列用法詳解

c 優先權佇列用法詳解

優先權佇列也是佇列這種資料結構的一種。它的操作不僅限於佇列的先進先出,可以按邏輯(按最大值或最小值等出佇列)。

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普通的佇列是一種先進先出的資料結構，元素在佇列尾追加，而從佇列頭刪除。

在優先權佇列中，元素被賦予優先權。當存取元素時，具有最高優先權的元素會先刪除。優先隊列具有最高級先出 （first in, largest out）的行為特徵。

 

首先要包含頭檔#include, 他和queue不同的就在於我們可以自訂其中資料的優先權, 讓優先權高的排在佇列前面,優先出隊。

優先隊列具有隊列的所有特性，包括隊列的基本操作，只是在這基礎上添加了內部的一個排序，它本質是一個堆實現的。

和佇列基本操作相同:

top 訪問隊頭元素

#empty 佇列是否為空

size 傳回佇列內元素個數

push 插入元素到隊尾(併排序)

emplace 原地構造一個元素並插入隊列

pop 彈出隊頭元素

swap 交換內容

定義：priority_queue<Type, Container, Functional>

Type 就是資料型，Container 就是容器型別（Container必須是用陣列實作的容器，例如vector,deque等等，但不能用list。STL裡面預設用的是vector），Functional 就是比較的方式。

當需要用自訂的資料類型時才需要傳入這三個參數，使用基本資料類型時，只需要傳入資料類型，預設為大頂堆。

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、基本型別優先佇列的範例：

#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() << &#39; &#39;;
        a.pop();
    } 
    cout << endl;

    while (!c.empty()) 
    {
        cout << c.top() << &#39; &#39;;
        c.pop();
    }
    cout << endl;

    b.push("abc");
    b.push("abcd");
    b.push("cbd");
    while (!b.empty()) 
    {
        cout << b.top() << &#39; &#39;;
        b.pop();
    } 
    cout << endl;
    return 0;
}

執行結果：

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

2、用pair做優先隊列元素的例子：

規則：pair的比較，先比較第一個元素，第一個相等比較第二個。

#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 << &#39; &#39; << a.top().second << &#39;\n&#39;;
        a.pop();
    }
}

執行結果：

2 5
1 3
1 2
请按任意键继续. . .

3、用自訂類型做優先佇列元素的範例

#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 << &#39;\n&#39;;
        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 << &#39;\n&#39;;
        f.pop();
    }
}

執行結果：

3
2
1
 
3
2
1
请按任意键继续. . .

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