作者前言
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🎂作者id：老秦包你会， 🎂
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喜欢学习C语言、C++和python等编程语言，是一位爱分享的博主，有兴趣的小可爱可以来互讨 🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂
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🎂 一个爱分享的小博主 欢迎小可爱们前来借鉴🎂
priority_queue
介绍
翻译：
- 优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。
- 此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元
素)。 - 优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特
定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的"尾部"弹出，其称为优先队列的顶部。 - 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭
代器访问，并支持以下操作：
empty()：检测容器是否为空
size()：返回容器中有效元素个数
front()：返回容器中第一个元素的引用
push_back()：在容器尾部插入元素
函数声明 接口说明
priority_queue()/priority_queue(first,0last) 构造一个空的优先级队列
empty( )
检测优先级队列是否为空，是返回true，否则返回
false
top( ) 返回优先级队列中最大(最小元素)，即堆顶元素
push(x) 在优先级队列中插入元素x
pop() 删除优先级队列中最大(最小)元素，即堆顶元素
pop_back()：删除容器尾部元素 - 标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的priority_queue类实例化指
定容器类，则使用vector。 - 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数
make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。
使用
powershell
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
typedef priority_queue<int> i;
int main()
{
i qt;
qt.push(4);
qt.push(5);
qt.push(6);
qt.push(9);
qt.push(1);
while (!qt.empty())
{
cout << qt.top() << endl;
qt.pop();
}
return 0;
}结果:
如果要想priority_queue是从小到大可以使用greater 类型
powershell
#include<iostream>
#include<vector>
#include<queue>
#include<functional>
using namespace std;
typedef priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> i;
int main()
{
i qt;
qt.push(4);
qt.push(5);
qt.push(6);
qt.push(9);
qt.push(1);
while (!qt.empty())
{
cout << qt.top() << endl;
qt.pop();
}
return 0;
}
模拟
priority_queue的底层是堆 ，所以，我们模拟的时候，可以理解为是堆的插入和删除
可以看出 这个容器有三个类型， T 、 vector 、 less
普通模拟
powershell
template<class T, class contaier = vector<T> >
class my_priorty_queue
{
public:
void push(const T& num)
{
//尾插
a.push_back(num);
//建堆,向上调整
upajust();
}
void pop()
{
//首尾交换
swap(a[0], a[a.size() - 1]);
//删除尾部
a.pop_back();
//向下调整
downadjust();
}
void upajust()
{
this->a;
//向上调整,建大堆
int i = (this->a).size() - 1;
while (i > 0)
{
if (a[i] > a[(i - 1) / 2])
{
swap(a[i], a[(i - 1) / 2]);
i = (i - 1) / 2;
}
else
break;
}
}
void downadjust()
{
int father = 0;
while (father < a.size())
{
//进行分类,如果没有孩子,只有一个孩子,两个孩子
if (a.size()-1< 2 * father + 1)
break;
else if (a.size() - 1 < 2 * father + 2)
{
if (a[father] < a[2 * father + 1])
{
swap(a[father], a[2 * father + 1]);
}
else
break;
}
else
{
int leftchila = 2 * father + 1;
int rightchila = leftchila + 1;
int pos = 0;
if (a[leftchila] < a[rightchila])
{
pos = rightchila;
}
else
{
pos = leftchila;
}
if (a[pos] > a[father])
swap(a[pos], a[father]);
else
break;
father = pos;
}
}
//孩子比较出最小的
}
bool empty()
{
return a.empty();
}
T top()
{
assert(a.size());
return a[0];
}
private:
contaier a;
};这样写只能手动改代码进行建立大小堆，不太好用，
我们有两个方法进行控制其中的大小堆，
一个是C语言的的回调函数，一个是c++的仿函数
类似C语言的回调函数方法
powershell
template<class T, class contaier = vector<T>>
class my_priorty_queue
{
public:
my_priorty_queue(bool(*pf)(T, T))
:a(*new contaier())
,_pf(pf)
{}
void push(const T& num)
{
//尾插
a.push_back(num);
//建堆,向上调整
upajust();
}
void pop()
{
//首尾交换
std::swap(a[0], a[a.size() - 1]);
//删除尾部
a.pop_back();
//向下调整
downadjust();
}
void upajust()
{
this->a;
//向上调整,建大堆
int i = (this->a).size() - 1;
while (i > 0)
{
if (_pf(a[i],a[(i - 1) / 2]))
{
std::swap(a[i], a[(i - 1) / 2]);
i = (i - 1) / 2;
}
else
break;
}
}
void downadjust()
{
int father = 0;
while (father < a.size())
{
//进行分类,如果没有孩子,只有一个孩子,两个孩子
if (a.size() - 1 < 2 * father + 1)
break;
else if (a.size() - 1 < 2 * father + 2)
{
if (_pf(a[2 * father + 1], a[father]))
{
std::swap(a[father], a[2 * father + 1]);
}
else
break;
}
else
{
int leftchila = 2 * father + 1;
int rightchila = leftchila + 1;
int pos = 0;
//孩子比较大小
if (_pf( a[rightchila], a[leftchila]))
{
pos = rightchila;
}
else
{
pos = leftchila;
}
//孩子和父亲比较
if (_pf(a[pos] ,a[father]))
std::swap(a[pos], a[father]);
else
break;
father = pos;
}
}
}
bool empty()
{
return a.empty();
}
T top()
{
assert(a.size());
return a[0];
}
private:
contaier a;
bool(*_pf)(T,T);
};
template<class T >
bool funtionmin(T a, T b)
{
return a < b;
}
template<class T >
bool funtionmax(T a, T b)
{
return a > b;
}这样写的话,就有点别扭,实例化要传入函数指针，这和我们使用库函数提供的差别很大
仿函数
本质就是一个类, 这个类重载了(), 可以理解为重载了()的类就是仿函数 ,
所以,仿函数的调用就是, 对象名(形参, 形参)
例如:
powershell
class AA
{
void operator()(int a, int b)
{
cout << "a+b=" << a + b;
}
};
int main()
{
AA elemest;
elemest(1,1);
return 0;
}模拟priority_queueu使用仿函数,如图所示,这也就解释了,为啥会有三个类模板参数了
powershell
template<class T, class contaier = vector<T> , class conpart = upsortjust<T>>
class my_priorty_queue
{
public:
void push(const T& num)
{
//尾插
a.push_back(num);
//建堆,向上调整
upajust();
}
void pop()
{
//首尾交换
std::swap(a[0], a[a.size() - 1]);
//删除尾部
a.pop_back();
//向下调整
downadjust();
}
void upajust()
{
this->a;
//向上调整,建大堆
int i = (this->a).size() - 1;
while (i > 0)
{
if (_pf(a[i],a[(i - 1) / 2]))
{
std::swap(a[i], a[(i - 1) / 2]);
i = (i - 1) / 2;
}
else
break;
}
}
void downadjust()
{
int father = 0;
while (father < a.size())
{
//进行分类,如果没有孩子,只有一个孩子,两个孩子
if (a.size() - 1 < 2 * father + 1)
break;
else if (a.size() - 1 < 2 * father + 2)
{
if (_pf(a[2 * father + 1], a[father]))
{
std::swap(a[father], a[2 * father + 1]);
}
else
break;
}
else
{
int leftchila = 2 * father + 1;
int rightchila = leftchila + 1;
int pos = 0;
//孩子比较大小
if (_pf(a[rightchila], a[leftchila]))
{
pos = rightchila;
}
else
{
pos = leftchila;
}
//孩子和父亲比较
if (_pf(a[pos] ,a[father]))
std::swap(a[pos], a[father]);
else
break;
father = pos;
}
}
}
bool empty()
{
return a.empty();
}
T top()
{
assert(a.size());
return a[0];
}
private:
contaier a;
conpart _pf;
};
template<class T>
class upsortjust
{
public:
bool operator()(const T& a, const T& b)
{
return a > b;
}
};
template<class T>
class downsortjust
{
public:
bool operator()(const T& a, const T& b)
{
return a < b;
}
};
};小总结
可以看出，仿函数的使用和函数指针的使用是相似的，如果碰见仿函数对象传递的变量
例如：
sort函数的Compart comp 这个参数，也可以传函数指针，
如果不懂的话，也可以看我模拟的方法，