简单优先队列实现-基于最小堆

一、什么是优先队列

优先队列不是按照普通对象先进先出原FIFO则进行数据操作，其中的元素有优先级属性，优先级高的元素先出队。本文提到的优先队列，是基于最小堆原理实现。

二、什么是最小堆

• 最小堆是一个完全二叉树，所谓的完全二叉树是一种没有空节点的二叉树。
• 最小堆的完全二叉树有一个特性是根节点必定是最小节点，子女节点一定大于其父节点。还有一个特性是叶子节点数量=全部非叶子节点数量+1
• 在优先队列中，基于数组保存了完全二叉树。所以在已知任意一个节点在数组中的位置，就可以通过一个公式推算出其左子树和右子树的下标。已知节点下标是i，那么他的左子树是2*i+1，右子树是2*i+2。

三、实现

包括以下方法：

• Push() 向队列添加一个元素
• Pop() 删除队首元素
• size() 返回当前队列元素个数
• Front() 返回队首元素

#include<iostream>using namespace std;const int maxn = 1005;class Priority_queue {public:    Priority_queue():len(0) {}    ///添加元素    int Push(int num) {        if(len >= maxn-1)            return -1;        m_queue[++len] = num;        int j = len;        while(j != 1) {            int p = j/2;            if(m_queue[p] > num) {                m_queue[j] = m_queue[p];                m_queue[p] = num;            }            j/=2;        }    }    ///队首元素    int Front() {        if(len == 0)            return -1;        return m_queue[1];    }    ///删除队首元素    int Pop() {        if(len > 0) {            m_queue[1] = m_queue[len];            --len;            int i=1;            while(i*2 <= len) {                int j = i*2;                int index, minx;                if(i*2+1 <= len) {                    if(m_queue[j] < m_queue[j+1]) {                        minx = m_queue[j];                        index = j;                    } else {                        minx = m_queue[j+1];                        index = j+1;                    }                } else {                    index=j;                }                if(m_queue[i] > minx) {                    int temp = m_queue[i];                    m_queue[i] = m_queue[index];                    m_queue[index] = temp;                }                i = index;            }            return 0;        }        return -1;    }    ///返回队的长度    int size() {        return len;    }private:    int m_queue[maxn];    int len;};int main() {    int n, t;    cin >> n;    Priority_queue que;    for(int i=0; i<n; i++) {        cin >> t;        que.Push(t);    }    for(int i=0; i<que.size(); i++) {        while(que.size() != 0) {            cout << que.Front() << " ";            que.Pop();        }    }}

运行结果

*注 本文只是简单的实现优先队列，对一些异常情况没有讨论，仅供学习使用。