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priority_queue
- 一.优先队列简介
- 二.优先队列特性和操作
- - 1.头文件&定义
  - 2.默认优先输出大数据
  - （1）.举例
  - 3.优先输出小数据即小顶堆
  - （1).举例
  - 4.自定义优先级重载默认的 < 符号
  - - (1).使用 funtion .
    - (2). 自定义数据类型
- 三.基本函数实现
- - 1.构造函数
  - 2.添加函数
  - 3.删除函数
  - 4.判断函数
  - 5.大小函数
  - 6.其他函数
  - 7.总结
代码详解
- 1.基本类型优先队列的例子：
- 2.用pair做优先队列元素的例子：
- 3.用自定义类型做优先队列元素的例子

priority_queue

优先队列(priority_queue)，实际上，它的本质就是一个heap，可以参考传送门
这个写的也不错

优先级队列是一个拥有权值观念的queue。它允许在底端添加元素、在顶端去除元素、删除元素。缺省情况下，优先级队列利用一个大顶堆完成。

而C++STL中的优先队列就是在这个队列的基础上，把其中的元素加以排序。其内部实现是一个二叉堆。所以优先队列其实就是把堆模板化，将所有入队的元素排成具有单调性的一队，方便我们调用。

一.优先队列简介

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。
首先要包含头文件#include, 他和queue不同的就在于我们可以自定义其中数据的优先级,让优先级高的排在队列前面,优先出队。

二.优先队列特性和操作

优先队列具有队列的所有特性，包括队列的基本操作，只是在这基础上添加了内部的一个排序，它本质是一个堆实现的。

1.头文件&定义

#include <queue>
#include <functional> //greater<>// 定义
priority_queue<int> pq;

2.默认优先输出大数据

priority_queue<Type, Container, Functional>
其中, Type 为数据类型. Container 为保存数据的容器. Functional 为元素比较的方式.
若不写后面两个参数.

容器默认使用 vector

比较方式默认使用 operator < 即优先队列是大顶堆. 队头元素最大
大根堆声明方式：
大根堆就是把大的元素放在堆顶的堆。优先队列默认实现的就是大根堆，所以大根堆的声明不需要任何花花肠子，直接按C++STL的声明规则声明即可。

#include<queue>
priority_queue<int> q;
priority_queue<string> q;
priority_queue<pair<int,int> > q;

C++中的int,string等类型可以直接比较大小，所以不用我们多操心，优先队列自然会帮我们实现。但是如果是我们自己定义的结构体，就需要进行重载运算符了

（1）.举例

srand(time(NULL));
priority_queue<int> pq1; // 默认是最大堆...
std::cout << "start..." << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++) {int t = rand() % 100;cout << t << ends;pq1.push(t);
}
std::cout << endl;
while (!pq1.empty())
{cout << pq1.top() << ends;pq1.pop();
}
cout << endl;

输出：

3.优先输出小数据即小顶堆

priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > p;
使用 greater<int> . 即改用 operator >
小根堆声明方式
大根堆是把大的元素放堆顶，小根堆就是把小的元素放到堆顶。

实现小根堆有两种方式：

第一种是比较巧妙的，因为优先队列默认实现的是大根堆，所以我们可以把元素取反放进去，因为负数的绝对值越小越大，那么绝对值较小的元素就会被放在前面，我们在取出的时候再取个反，就瞒天过海地用大根堆实现了小根堆。

第二种：

小根堆有自己的声明方式，我们记住即可（我也说不明白道理）：

priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >q;

注意，当我们声明的时候碰到两个"<“或者”>"放在一起的时候，一定要记得在中间加一个空格。这样编译器才不会把两个连在一起的符号判断成位运算的左移/右移。

（1).举例

priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> pq2; // 最小堆std::cout << "start..." << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++) {int t = rand() % 100;std::cout << t << ends;pq2.push(t);
}
std::cout << endl;while (!pq2.empty())
{cout << pq2.top() << ends;pq2.pop();
}
cout << endl;

结果：

4.自定义优先级重载默认的 < 符号

(1).使用 funtion .

// 定义比较函数
// 后面一个表示栈顶元素? 所以这个是 "最小堆"
bool myCom(int a, int b) {return a % 10 > b % 10;
}// 使用
priority_queue<int, vector<int>, function<bool(int,int)>> pq3(myCom); std::cout << "start..." << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++) {int t = rand() % 100;std::cout << t << ends;pq3.push(t);
}std::cout << endl;while (!pq3.empty())
{cout << pq3.top() << ends;pq3.pop();
}
cout << endl;

输出结果：

(2). 自定义数据类型

#include<iostream>
#include<queue>
#include<cstdlib>
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>p;for(int i=0; i<10; ++i)p.push(Node(rand(), rand()));while(!p.empty()){cout<<p.top().x<<' '<<p.top().y<<endl;p.pop();}//while//getchar();return 0;

三.基本函数实现

首先函数在头文件中，归属于命名空间std，使用的时候需要注意。

priority_queue<int> q1;
priority_queue< pair<int, int> > q2;  // 注意在两个尖括号之间 一定要留空格。
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q3; // 定义小的先出队

1.构造函数

1.普通方法

priority_queue<int> q;   　　　　　　　　　　　　
//通过操作，按照元素从大到小的顺序出队
priority_queue<int,vector<int>, greater<int> > q;  　　
//通过操作，按照元素从小到大的顺序出队

2、自定义优先级：

struct cmp {     operator bool ()(int x, int y)     {        return　x > y;　　 // x小的优先级高       //也可以写成其他方式，//如： return p[x] > p[y];表示p[i]小的优先级高}
};

priority_queue<int, vector, cmp> q; //定义方法
//其中，第二个参数为容器类型。第三个参数为比较函数。
3、结构体声明方式：

struct node {     int x, y;     friend bool operator < (node a, node b)     {         return a.x > b.x;    //结构体中，x小的优先级高     }
};

priority_queue<node>q; //定义方法
//在该结构中，y为值, x为优先级。
//通过自定义operator<操作符来比较元素中的优先级。
//在重载”<”时，最好不要重载”>”，可能会发生编译错误

2.添加函数

q.push();插入元素到队尾 (并排序)
q.emplace(); 原地构造一个元素并插入队列

3.删除函数

q.pop();弹出队头元素

4.判断函数

q.empty();队列是否为空

5.大小函数

q.size() 返回队列内元素个数

6.其他函数

q.top() ;访问队头元素,返回队列首元素，不改变队列
swap 交换内容

7.总结

top 访问队头元素
empty 队列是否为空
size 返回队列内元素个数
push 插入元素到队尾 (并排序)
emplace 原地构造一个元素并插入队列
pop 弹出队头元素
swap 交换内容

用法	作用
q.top()	返回priority_queue的首元素
q.push()	向priority_queue中加入一个元素
q.size()	返回priority_queue当前的长度（大小）
q.pop()	从priority_queue队头删除一个元素
q.empty()	返回priority_queue是否为空，1为空、0不为空

注意：priority_queue取出队首元素是使用top，而不是front，这点一定要注意！！

代码详解

1.基本类型优先队列的例子：

#include<iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{//对于基础类型 默认是大顶堆priority_queue<int> a; //等同于 priority_queue<int, vector<int>, less<int> > a;//   这里一定要有空格，不然成了右移运算符↓↓priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > c; //这样就是小顶堆priority_queue<string> b;for (int i = 0; i < 5; i++) {a.push(i);c.push(i);}while (!a.empty()) {cout << a.top() << ' ';a.pop();} cout << endl;while (!c.empty()) {cout << c.top() << ' ';c.pop();}cout << endl;b.push("abc");b.push("abcd");b.push("cbd");while (!b.empty()) {cout << b.top() << ' ';b.pop();} cout << endl;return 0;
}

运行结果：
4 3 2 1 0
0 1 2 3 4
cbd abcd abc
请按任意键继续. . .

2.用pair做优先队列元素的例子：

规则：pair的比较，先比较第一个元素，第一个相等比较第二个。

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{priority_queue<pair<int, int> > a;pair<int, int> b(1, 2);pair<int, int> c(1, 3);pair<int, int> d(2, 5);a.push(d);a.push(c);a.push(b);while (!a.empty()) {cout << a.top().first << ' ' << a.top().second << '\n';a.pop();}
}

运行结果：
2 5
1 3
1 2
请按任意键继续. . .

3.用自定义类型做优先队列元素的例子

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;//方法1
struct tmp1 //运算符重载<
{int x;tmp1(int a) {x = a;}bool operator<(const tmp1& a) const{return x < a.x; //大顶堆}
};//方法2
struct tmp2 //重写仿函数
{bool operator() (tmp1 a, tmp1 b) {return a.x < b.x; //大顶堆}
};int main()
{tmp1 a(1);tmp1 b(2);tmp1 c(3);priority_queue<tmp1> d;d.push(b);d.push(c);d.push(a);while (!d.empty()) {cout << d.top().x << '\n';d.pop();}cout << endl;priority_queue<tmp1, vector<tmp1>, tmp2> f;f.push(b);f.push(c);f.push(a);while (!f.empty()) {cout << f.top().x << '\n';f.pop();}
}

运行结果：

3
2
1

3
2
1
请按任意键继续. . .

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4.自定义优先级重载默认的 < 符号

(1).使用 funtion .

(2). 自定义数据类型

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1.构造函数

2.添加函数

3.删除函数

4.判断函数

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