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STL容器之优先队列

N3verL4nd
 N3verL4nd
发布于 2017/03/25 10:40
字数 1140
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优先级队列,以前刷题的时候用的比较熟,现在竟然我只能记得它的关键字是priority_queue(太伤了)。在一些定义了权重的地方这个数据结构是很有用的。

先回顾队列的定义:队列(queue)维护了一组对象,进入队列的对象被放置在尾部,下一个被取出的元素则取自队列的首部。priority_queue特别之处在于,允许用户为队列中存储的元素设置优先级。这种队列不是直接将新元素放置在队列尾部,而是放在比它优先级低的元素前面。标准库默认使用<操作符来确定对象之间的优先级关系,所以如果要使用自定义对象,需要重载 < 操作符。

优先队列有两种,一种是最大优先队列;一种是最小优先队列;每次取自队列的第一个元素分别是优先级最大和优先级最小的元素。

1) 优先队列的定义

包含头文件:"queue.h", "functional.h"

可以使用具有默认优先级的已有数据结构;也可以再定义优先队列的时候传入自定义的优先级比较对象;或者使用自定义对象(数据结构),但是必须重载好< 操作符。 

2) 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

其中q.top()为查找操作,在最小优先队列中搜索优先权最小的元素,在最大优先队列中搜索优先权最大的元素。q.pop()为删除该元素。优先队列插入和删除元素的复杂度都是O(lgn),所以很快

另外,在优先队列中,元素可以具有相同的优先权。

下面这个C例子,包含了几乎所有常见的优先队列用法。 

#include<iostream>
#include<functional>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;

//定义比较结构
struct cmp1
{
    bool operator ()(int &a,int &b)
	{
        return a>b;//最小值优先
    }
};

struct cmp2
{
    bool operator ()(int &a,int &b)
	{
        return a<b;//最大值优先
    }
};

//自定义数据结构
struct number1
{
    int x;
    bool operator < (const number1 &a) const 
	{
        return x>a.x;//最小值优先
    }
};
struct number2
{
    int x;
    bool operator < (const number2 &a) const 
	{
        return x<a.x;//最大值优先
    }
};
int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};

int main()
{    
    priority_queue<int>que;//采用默认优先级构造队列

    priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//最小值优先
    priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//最大值优先

    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”会被认为错误,
    priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值优先

    priority_queue<number1>que5; //最小优先级队列
    priority_queue<number2>que6;  //最大优先级队列

    int i;
    for(i=0;a[i];i++)
	{
        que.push(a[i]);
        que1.push(a[i]);
        que2.push(a[i]);
        que3.push(a[i]);
        que4.push(a[i]);
    }
    for(i=0;num1[i].x;i++)
        que5.push(num1[i]);
    for(i=0;num2[i].x;i++)
        que6.push(num2[i]);


    printf("采用默认优先关系:\n(priority_queue<int>que;)\n");
    printf("Queue 0:\n");
    while(!que.empty())
	{
        printf("%3d",que.top());
        que.pop();
    }
    puts("");
    puts("");

    printf("采用结构体自定义优先级方式一:\n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)\n");
    printf("Queue 1:\n");
    while(!que1.empty())
	{
        printf("%3d",que1.top());
        que1.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 2:\n");
    while(!que2.empty())
	{
        printf("%3d",que2.top());
        que2.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("采用头文件functional内定义优先级:\n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)\n");
    printf("Queue 3:\n");
    while(!que3.empty()){
        printf("%3d",que3.top());
        que3.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 4:\n");
    while(!que4.empty())
	{
        printf("%3d",que4.top());
        que4.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("采用结构体自定义优先级方式二:\n(priority_queue<number>que)\n");
    printf("Queue 5:\n");
    while(!que5.empty())
	{
        printf("%3d",que5.top());
        que5.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 6:\n");
    while(!que6.empty())
	{
        printf("%3d",que6.top());
        que6.pop();
    }
    puts("");
    return 0;
}
/*
运行结果 :
采用默认优先关系:
(priority_queue<int>que;)
Queue 0:
 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

采用结构体自定义优先级方式一:
(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)
Queue 1:
  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 2:
 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

采用头文件"functional"内定义优先级:
(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)
Queue 3:
  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 4:
 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3

采用结构体自定义优先级方式二:
(priority_queue<number>que)
Queue 5:
  7 10 14 22 36 47 56 72 83 91
Queue 6:
 83 72 56 47 36 22 14 10  7  3
*/



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