优先级队列 priority_queue 与 仿函数 greater / less

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优先级队列 priority_queue 与 仿函数 greater / less

仿函数

定义及优点

定义：定义一个类，类里面重载函数运算符()，将该类的对象作为函数的入参，那么在函数中同样能调用重载符()里面的方法。

优点：相比于普通函数，仿函数的声明更为简单。

例如：用普通函数，仿函数写一个swap函数，并将其以参数的形式，如下：

//普通函数
template<class T>
void _swap(T& a, T& b)
{ T c = a; a = b; b = c; }
//声明参数
void(*p)(int&, int&) = _swap;

再来看看仿函数写法：
```cpp
//仿函数
template<class T>
struct _swap
{
    void operator()(T& a, T& b)
	{ T c = a; a = b; b = c; }
};
//声明参数
_swap<int> p;

我们可以看到函数指针，在面向对象开发的过程中编写有点繁琐，所以C++的仿函数借此代替了函数指针。

有了上面理解的铺垫就可以，很轻松的理解下面两个仿函数了。

greater

template<class T>
class greater
{
public:
	bool operator()(const T& a, const T& b)
	{
		return a > b;
	}
};

less

template<class T>
class less
{
public:
	bool operator()(const T& a, const T& b)
	{
		return a < b;
	}
};

优先级队列

priority_queue

定义：优先级队列的本质其实是一个堆 ，插入数据时内部按照所给的仿函数为参考进行（堆）排序，确保第一个元素为最值，存在默认的缺省值，一般采用vector为适配器，Less为仿函数.

如下：

template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T>>

构造/类的成员

template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T>>
class priority_queue
{
public:
	priority_queue()
	{ }
	template <class InputIterator>
	priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
	{
		InputIterator it = first;
		while (it != last)
		{
			push(*it);
			it++;
		}
		//循环遍历插入即可
	}
private:
	Container c;
	Compare comp;
);

Compare是仿函数的类型，Container是适配器的类型 。

这里我们采用的是适配器模式，在对象生命周期结束时，会自动调用默认的构析函数。因为适配器为自定义类型，所以又会自动调用适配器的构析函数，所以我们不需要写构析函数，同理拷贝构造也可以不写。

这里我们写了一个以迭代器为参数的构造函数，所以还是要写一个无参的默认构造函数，什么事都不用做，因为适配器会自动调用它的构造函数。

插入函数 push(const T& x)

插入函数的实现就是利用适配器的插入，再将其插入的数进行向上调整即可。

再向上调整的过程中利用反函数的返回结果作为参考。

void AdjustUp(int child)
{
	int father = (child - 1) / 2;
	while (father >= 0)
	{
		if (comp(c[father], c[child]))
		{
			swap(c[father], c[child]);
			child = father;
			father = (child - 1) / 2;
		}
		else break;
	}
}

void push(const T& x)
{
	c.push_back(x);
	AdjustUp(c.size() - 1);
}

删除函数 pop()

删除函数和堆的删除相同。

void AdjustDown(int father)
{
	int child = father * 2 + 1, n = c.size();
	while (child < n)
	{
		if (child + 1 < n && comp(c[child], c[child + 1])) child++;
		if (comp(c[father], c[child]))
		{
			swap(c[father], c[child]);
			father = child;
			child = father * 2 + 1;
		}
		else break;
	}
}

void pop()
{
	swap(c[0], c[c.size() - 1]);
	c.pop_back();
	AdjustDown(0);
}

其他接口

其他功能可以直接通过适配器的调用即可.

bool empty() const
{
	return c.empty();
}
size_t size() const
{
	return c.size();
}
const T& top() const
{
	return c[0];
}

源代码

源代码如下:

	template<class T>
	class less
	{
	public:
		bool operator()(const T& a, const T& b)
		{
			return a < b;
		}
	};

	template<class T>
	class greater
	{
	public:
		bool operator()(const T& a, const T& b)
		{
			return a > b;
		}
	};

	template <class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T> >
	class priority_queue
	{
	public:
		priority_queue()
		{

		}
		template <class InputIterator>
		priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			InputIterator it = first;
			while (it != last)
			{
				push(*it);
				it++;
			}
		}
		bool empty() const
		{
			return c.empty();
		}
		size_t size() const
		{
			return c.size();
		}
		const T& top() const
		{
			return c[0];
		}

		void AdjustUp(int child)
		{
			int father = (child - 1) / 2;
			while (father >= 0)
			{
				if (comp(c[father], c[child]))
				{
					swap(c[father], c[child]);
					child = father;
					father = (child - 1) / 2;
				}
				else break;
			}
		}

		void push(const T& x)
		{
			c.push_back(x);
			AdjustUp(c.size() - 1);
		}

		void AdjustDown(int father)
		{
			int child = father * 2 + 1, n = c.size();
			while (child < n)
			{
				if (child + 1 < n && comp(c[child], c[child + 1])) child++;
				if (comp(c[father], c[child]))
				{
					swap(c[father], c[child]);
					father = child;
					child = father * 2 + 1;
				}
				else break;
			}
		}

		void pop()
		{
			swap(c[0], c[c.size() - 1]);
			c.pop_back();
			AdjustDown(0);

		}

	private:
		Container c;
		Compare comp;

	};

结语

以上就是本期的全部内容了，喜欢就多多关注吧！！！