priority_queue 用法详解

priority_queue 调用 STL里面的 make_heap(), pop_heap(), push_heap() 算法
实 现，也算是堆的另外一种形式。

先写一个用 STL 里面堆算法实现的与真正的STL里面的 priority_queue 用法相
似的 priority_queue， 以加深对 priority_queue 的理解

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

 using namespace std;

 class priority_queue
{
    private:
        vector<int> data;
    public:
        void push( int t ){
            data.push_back(t);
            push_heap( data.begin(), data.end());
        }
        void pop(){
            pop_heap( data.begin(), data.end() );
            data.pop_back();
        }
        int top()    { return data.front(); }
        int size()   { return data.size();  }
        bool empty() { return data.empty(); }
};

 int main()
{
    priority_queue  test;
    test.push( 3 );
    test.push( 5 );
    test.push( 2 );
    test.push( 4 );
    while( !test.empty() ){
        cout << test.top() << endl;
        test.pop(); }
    return 0;
}

STL里面的 priority_queue 写法与此相似，只是增加了模板及相关的迭代器什么的。

priority_queue 对于基本类型的使用方法相对简单。
他的模板声明带有三个参数，priority_queue<Type, Container, Functional>
Type 为数据类型， Container 为保存数据的容器，Functional 为元素比较方式。
Container 必须是用数组实现的容器，比如 vector, deque 但不能用 list.
STL里面默认用的是 vector. 比较方式默认用 operator< , 所以如果你把后面俩个
参数 缺省的话，优先队列就是大顶堆，队头元素最大。
看例子

#include <iostream>
#include <queue>

 using namespace std;

 int main(){
    priority_queue<int> q;
    for( int i= 0; i< 10; ++i ) q.push( rand() );
    while( !q.empty() ){
        cout << q.top() << endl;
        q.pop();
    }
    getchar();
    return 0;
}

如果要用到小顶堆，则一般要把模板的三个参数都带进去。
STL里面定义了一个仿函数 greater<>，对于基本类型可以用这个仿函数声明小顶堆
例子:

#include <iostream>
#include <queue>

 using namespace std;

 int main(){
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q;
    for( int i= 0; i< 10; ++i ) q.push( rand() );
    while( !q.empty() ){
        cout << q.top() << endl;
        q.pop();
    }
    getchar();
    return 0;
}

对于自定义类型，则必须自己重载 operator< 或者自己写仿函数
先看看例子:

#include <iostream>
#include <queue>

 using namespace std;

 struct Node{
    int x, y;
    Node( int a= 0, int b= 0 ):
        x(a), y(b) {}
};

 bool operator<( Node a, Node b ){
    if( a.x== b.x ) return a.y> b.y;
    return a.x> b.x;
}

这个函数写在Node结构体内作为一个友员函数也可以！

 int main(){
    priority_queue<Node> q;
    for( int i= 0; i< 10; ++i )
    q.push( Node( rand(), rand() ) );
    while( !q.empty() ){
        cout << q.top().x << ' ' << q.top().y << endl;
        q.pop();
    }
    getchar();
    return 0;
}

自定义类型重载 operator< 后，声明对象时就可以只带一个模板参数。
但此时不能像基本类型这样声明
priority_queue<Node, vector<Node>, greater<Node> >;
原因是 greater<Node> 没有定义，如果想用这种方法定义
则可以按如下方式

例子:

#include <iostream>
#include <queue>

 using namespace std;

 struct Node{
    int x, y;
    Node( int a= 0, int b= 0 ):
        x(a), y(b) {}
};

 struct cmp{
    bool operator() ( Node a, Node b ){
        if( a.x== b.x ) return a.y> b.y;
        return a.x> b.x; }
};

 int main(){
    priority_queue<Node, vector<Node>, cmp> q;
    for( int i= 0; i< 10; ++i )
    q.push( Node( rand(), rand() ) );
    while( !q.empty() ){
        cout << q.top().x << ' ' << q.top().y << endl;
        q.pop();
    }
    getchar();
    return 0;
}

以上例子的

struct cmp{
    bool operator() ( Node a, Node b ){
        if( a.x== b.x ) return a.y> b.y;
        return a.x> b.x; }
};

为重点。

例2：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <set>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

struct Node{
    int data;
    Node(){}
    Node(int n){data=n;}
};

struct myCmp : binary_function<Node,Node,bool>{
    bool operator () (const Node& a,const Node& b)
    {
        return a.data < b.data;
    }
};
/*
根据实践即便不从 binary_function 派生也是可以使用的
class myCmp{
public:
    bool operator () (const Node& a,const Node& b)
    {
        return a.data < b.data;
    }
};
*/
int main()
{
    priority_queue<Node,vector<Node>,myCmp> PQ;
    Node arr[6]={1,-1,2,-2,3,-3};
    sort(arr,arr+6,myCmp());
}

这种自定义的仿函数的方式是比较通用的做法。

如果容器中的元素类型是系统内置类型比如CString，那么我们自己写的比较函数一般不会被调用，因为系统实现的CString

的时候已经实现了< > == != 等操作符的重载。这时我们可以写一个仿函数即可实现自定义的比较规则。比如如下代码：

struct cmp
{
    bool operator () (const CString& lhs, const CString& rhs)
    {
        return lhs.CompareNoCase(rhs) > 0;
    }
};

void PriorityQueueTest()
{
    std::priority_queue<  CString,   vector<CString>,   cmp  > Q;
    CString node;
    node = _T("5");
    Q.push(node);


    node = _T("6");
    Q.push(node);


    node = _T("4");
    Q.push(node);


    while (!Q.empty())
    {
        node = Q.top();
        Q.pop();
    }
}

可实现对CString从大到小的排序，即top的时候总是取得最小的元素。

总结：

1. 对自定义类型，我们可以重载<或者>操作符，也可以自定义仿函数

2. 对系统内置类型，我们可以用仿函数来实现自定义排序规则

3. 对于重载<操作符，我们可以只写第一个参数即可，对于重载>操作符，我们必须把三个参数都写全

4. 重载操作符既可写成全局函数，也可以写成自定义类型的友员函数。

参考资料：

http://blog.163.com/zjut_nizhenyang/blog/static/1695700292010101632059540/

http://www.cnblogs.com/mfryf/archive/2012/09/05/2671883.html

http://www.cnblogs.com/flyoung2008/articles/2136485.html