STL源码笔记（15）—堆和优先级队列（二）

STL源码笔记（15）—堆和优先级队列

优先级队列的源码实现基于heap的操作，底层容器默认是vector。

优先级队列简介

优先级队列跟队列类似，一端插入一端删除，不同的是，优先级队列的元素入队后会根据其优先级进行调整，默认情况下优先级高的将优先出队，在SGI STL中，优先级队列的功能保证由heap实现：stl_heap.h中，heap的分析见：STL堆源码分析

优先级队列构造函数

默认情况下，优先级队列使用vector作为底层容器，使用less作为比较函数，其在源码中的定义声明如下：

template <class _Tp,           class _Sequence __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(vector<_Tp>),          class _Compare          __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(less<typename _Sequence::value_type>) >class priority_queue {//1.default construct priority_queue() : c() {} //2.以特定比较函数构造，空的容器  explicit priority_queue(const _Compare& __x) :  c(), comp(__x) {}  //3.以特定比较函数和特定容器构造  priority_queue(const _Compare& __x, const _Sequence& __s)     : c(__s), comp(__x)     { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }//这里make_heap类似于堆排序中的建堆操作};

根据上述定义，如果要使用其他的比较函数，则必须进行如下声明：

class mycmp1{public:    mycmp1(){}    bool operator()(const int &a, const int &b)    {        return a < b;    }};int main(){    vector<int>a = { 1, 2, 3 };    priority_queue<int,vector<int>, mycmp1>pq;//方式1    priority_queue<int,vector<int>, mycmp1>pq1(mycmp1::mycmp1());//方式2    priority_queue<int,vector<int>, mycmp1>pq2(mycmp1::mycmp1(),a);//方式3}

上述声明过程模板实参必不可少。

优先级队列操作

empty
Test whether container is empty (public member function )

size
Return size (public member function )

top
Access top element (public member function )

push
Insert element (public member function )

pop
Remove top element (public member function )

有了heap的操作，上述实现就十分简单了：

bool empty() const { return c.empty(); }//直接调用底层容器size_type size() const { return c.size(); }//直接调用底层容器const_reference top() const { return c.front(); }//直接调用底层容器void push(const value_type& __x) {    __STL_TRY {      c.push_back(__x); //先在尾部插入元素      push_heap(c.begin(), c.end(), comp);//再对该元素进行入堆操作    }    __STL_UNWIND(c.clear());  }  void pop() {    __STL_TRY {      pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);//出堆只是将堆顶元素放到最后      c.pop_back();//将最后的原堆顶元素弹出    }    __STL_UNWIND(c.clear());  }};

优先级队列应用

前两天刷leetcode就有碰到用优先级队列解决的问题：LeetCode347—Top K Frequent Elements

另外，如果我们要求说是优先级队列要按class中的某个成员变量来进行优先级判定，例如，经典的就是学生3门课成绩优先看数学。

class score{    int math;    int chinese;    int english;public:    score(){}    void print()    {        cout << math << " " << chinese << " " << english << " " << endl;    }    score(int a, int b, int c)    {        math = a;        chinese = b;        english = c;    }    bool cmp2(const score&sc)    {        return math < sc.math;    }};class mycmp2{public:    mycmp2(){}    bool operator() (score&sc1, score&sc2)    {        return sc1.cmp2(sc2);    }};int main(){    vector<score>vec;    score a(2,0,0);    score b(1, 0, 0);    score c(3,0,0);    vec.push_back(a);    vec.push_back(b);    vec.push_back(c);    priority_queue<score, vector<score>, mycmp2>pq(mycmp2::mycmp2(),vec);    while (!pq.empty())    {        pq.top().print();        pq.pop();    }    system("pause");    return 0;}

结果显示为：