优先队列c++ STL用法
来源:互联网 发布:电脑怎么激活windows 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 05:12
优先队列(priority queue)
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。
优先队列是队列的一种,不过它可以按照自定义的一种方式(数据的优先级)来对队列中的数据进行动态的排序
每次的push和pop操作,队列都会动态的调整,以达到我们预期的方式来存储。
例如:我们常用的操作就是对数据排序,优先队列默认的是数据大的优先级高
所以我们无论按照什么顺序push一堆数,最终在队列里总是top出最大的元素。
优先队列的常用操作
优先级队列支持的操作q.empty() 如果队列为空,则返回true,否则返回false
q.size() 返回队列中元素的个数
q.pop() 删除队首元素,但不返回其值
q.top() 返回具有最高优先级的元素值,但不删除该元素
q.push(item) 在基于优先级的适当位置插入新元素
用法:
示例:将元素5,3,2,4,6依次push到优先队列中,print其输出。
1. 标准库默认使用元素类型的<操作符来确定它们之间的优先级关系。
priority_queue<int> pq;
通过<操作符可知在整数中元素大的优先级高。
故示例1中输出结果为: 6 5 4 3 2
2. 数据越小,优先级越高
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >pq;
其中
第二个参数为容器类型。
第二个参数为比较函数。
故示例2中输出结果为:2 3 4 5 6
3. 自定义优先级,重载比较符号
重载默认的 < 符号
struct node{ friend bool operator< (node n1, node n2) { return n1.priority < n2.priority; } int priority; int value;};
这时,需要为每个元素自定义一个优先级。
注:重载>号会编译出错,因为标准库默认使用元素类型的<操作符来确定它们之间的优先级关系。
而且自定义类型的<操作符与>操作符并无直接联系
#include<iostream>#include<functional>#include<queue>using Namespace stdnamespace std;struct node{ friend bool operator< (node n1, node n2) { return n1.priority < n2.priority; } int priority; int value;};int main(){ const int len = 5; int i; int a[len] = {3,5,9,6,2}; //示例1 priority_queue<int> qi; for(i = 0; i < len; i++) qi.push(a[i]); for(i = 0; i < len; i++) { cout<<qi.top()<<" "; qi.pop(); } cout<<endl; //示例2 priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >qi2; for(i = 0; i < len; i++) qi2.push(a[i]); for(i = 0; i < len; i++) { cout<<qi2.top()<<" "; qi2.pop(); } cout<<endl; //示例3 priority_queue<node> qn; node b[len]; b[0].priority = 6; b[0].value = 1; b[1].priority = 9; b[1].value = 5; b[2].priority = 2; b[2].value = 3; b[3].priority = 8; b[3].value = 2; b[4].priority = 1; b[4].value = 4; for(i = 0; i < len; i++) qn.push(b[i]); cout<<"优先级"<<'\t'<<"值"<<endl; for(i = 0; i < len; i++) { cout<<qn.top().priority<<'\t'<<qn.top().value<<endl; qn.pop(); } return 0;}
先级队列可以用向量(vector)或双向队列(deque)来实现(注意list container 不能用来实现queue,因为list 的迭代器不是任意存取iterator,而pop 中用到堆排序时是要求randomaccess iterator 的!):
priority_queue<vector<int>, less<int>> pq1; // 使用递增less<int>函数对象排序
priority_queue<deque<int>, greater<int>> pq2; // 使用递减greater<int>函数对象排序
其成员函数有“判空(empty)” 、“尺寸(Size)” 、“栈顶元素(top)” 、“压栈(push)” 、“弹栈(pop)”等。
例:
1 #include <iostream>
2 #include <queue>
3 using namespace std;
4
5 class T {
6 public:
7 int x, y, z;
8 T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c)
9 {
10 }
11 };
12 bool operator < (const T &t1, const T &t2)
13 {
14 return t1.z < t2.z; // 按照z的顺序来决定t1和t2的顺序
15 }
16 main()
17 {
18 priority_queue<T> q;
19 q.push(T(4,4,3));
20 q.push(T(2,2,5));
21 q.push(T(1,5,4));
22 q.push(T(3,3,6));
23 while (!q.empty())
24 {
25 T t = q.top();
26 q.pop();
27 cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
28 }
29 return 1;
30 }
输出结果为(注意是按照z的顺序从大到小出队的): 2 #include <queue>
3 using namespace std;
4
5 class T {
6 public:
7 int x, y, z;
8 T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c)
9 {
10 }
11 };
12 bool operator < (const T &t1, const T &t2)
13 {
14 return t1.z < t2.z; // 按照z的顺序来决定t1和t2的顺序
15 }
16 main()
17 {
18 priority_queue<T> q;
19 q.push(T(4,4,3));
20 q.push(T(2,2,5));
21 q.push(T(1,5,4));
22 q.push(T(3,3,6));
23 while (!q.empty())
24 {
25 T t = q.top();
26 q.pop();
27 cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
28 }
29 return 1;
30 }
3 3 6
2 2 5
1 5 4
4 4 3
再看一个按照z的顺序从小到大出队的例子:
1 #include <iostream>
2 #include <queue>
3 using namespace std;
4 class T
5 {
6 public:
7 int x, y, z;
8 T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c)
9 {
10 }
11 };
12 bool operator > (const T &t1, const T &t2)
13 {
14 return t1.z > t2.z;
15 }
16 main()
17 {
18 priority_queue<T, vector<T>, greater<T> > q;
19 q.push(T(4,4,3));
20 q.push(T(2,2,5));
21 q.push(T(1,5,4));
22 q.push(T(3,3,6));
23 while (!q.empty())
24 {
25 T t = q.top();
26 q.pop();
27 cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
28 }
29 return 1;
30 }
输出结果为: 2 #include <queue>
3 using namespace std;
4 class T
5 {
6 public:
7 int x, y, z;
8 T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c)
9 {
10 }
11 };
12 bool operator > (const T &t1, const T &t2)
13 {
14 return t1.z > t2.z;
15 }
16 main()
17 {
18 priority_queue<T, vector<T>, greater<T> > q;
19 q.push(T(4,4,3));
20 q.push(T(2,2,5));
21 q.push(T(1,5,4));
22 q.push(T(3,3,6));
23 while (!q.empty())
24 {
25 T t = q.top();
26 q.pop();
27 cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
28 }
29 return 1;
30 }
4 4 3
1 5 4
2 2 5
3 3 6
如果我们把第一个例子中的比较运算符重载为: bool operator < (const T &t1, const T &t2) { return t1.z > t2.z; // 按照z的顺序来决定t1和t2的顺序} 则第一个例子的程序会得到和第二个例子的程序相同的输出结果。
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