一、优先级队列模拟实现

1.实现思想

优先级队列内部结构是堆,因为堆是尾插和尾删,所以堆是用vector作为适配器的基础上实现的.堆的核心实现就是向上和向下调整.堆有大堆和小堆,大堆小堆是用child节点和parent节点的比较方法确定的,所以优先级队列还增加了用于比较的模板参数,可以穿参比较函数指针,也可以是仿函数;仿函数stl库#include中有实现好的greater和less模板仿函数类可用使用.

2.代码实现


#pragma once
#include<iostream>
#include<vector>
#include<functional>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace kxj
{template <class T,class container=vector<T>,class compare=less<T>>class priority_queue{public:void adjustUp(int child){//确定父节点int parent = (child - 1) / 2;//孩子等于0parent就会越界while (child > 0){//调换child和parent在仿函数形参中的位置比较结果会发生翻转if (compare()(_con[child] , _con[parent])){//交换swap(_con[child], _con[parent]);//更新parent和childchild = parent;parent = (child - 1) / 2;}else{//不满足条件就跳出break;}}}void adjustDown(int parent){//确定孩子节点int child = parent * 2 + 1;//用parent作为条件也可while (child < _con.size()){//找到最大的孩子节点与父节点比较child = child + 1 < _con.size() && compare()(_con[child + 1], _con[child]) ? child+1 : child;if (compare()(_con[child], _con[parent])){swap(_con[parent], _con[child]);parent = child;child = parent * 2 + 1;}else{break;}}}void push(const T& val){//先插入再从下往上调整_con.push_back(val);adjustUp(_con.size()-1);}void pop(){//先头尾交换,再删除,因为头是最大或者最小的看,然后再自上而下调整swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);_con.pop_back();adjustDown(0);}//堆顶T& top(){return _con.front();}size_t size(){return _con.size();}bool empty(){return _con.empty();}private:container _con;};void test_priority_queue(){kxj::priority_queue<int> pq;pq.push(1);pq.push(6);pq.push(3);pq.push(7);pq.push(9);pq.push(2);while (!pq.empty()){cout << pq.top() << " ";pq.pop();}cout << endl;}
}

二、实战应用

1.数组中第K个最大元素

用数组的前k个元素建小堆,然后从数组k的位置与堆顶比较,大于堆顶则入堆,最后堆顶就是第k大的元素.

class Solution {public:int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> q;for(int i=0;i<k;i++){q.push(nums[i]);}for(int i=k;i<nums.size();i++){if(nums[i]>q.top()){q.pop();q.push(nums[i]);}}return q.top();}
};

2.日期类的比较

因为日期类重载了比较符号所以直接比较日期类对象不会有什么问题,但是如果比较日期类的地址还想保持日期的排序正确,就必须自定义比较仿函数,让内部比较的是日期地址的解引用以后得值.

class Date{public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day){}bool operator<(const Date& d)const{return (_year < d._year) ||(_year == d._year && _month < d._month) ||(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);}bool operator>(const Date& d)const{return (_year > d._year) ||(_year == d._year && _month > d._month) ||(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);}friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d){_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;return _cout;}private:int _year;int _month;int _day;};struct DateLess{bool operator()(Date* d1,Date* d2){return *d1 < *d2;}};struct DateGreater{bool operator()(Date* d1, Date* d2){return *d1 > *d2;}};//比较日期类的指针void test_priority_queue3(){kxj::priority_queue<Date*, vector<Date*>, DateGreater> q;q.push(new Date(2023, 3, 3));q.push(new Date(2023, 3, 5));q.push(new Date(2023, 4, 5));while (!q.empty()){cout << *(q.top()) << endl;q.pop();}cout << endl;}

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