【C++】priority_queue的底层封装和实现

目录

前言

priority_queue的介绍

优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器,在vector上又使用了堆算法将vector中的元素构造成堆的结构,因此priority_queue就是堆,所有需要用到堆的位置,都可以考虑使用priority_queue。

注意: 默认情况下priority_queue是大堆。

基本结构

关于优先级队列实际上就是一个堆,堆分为大根堆和小根堆

  • 这里列举大根堆

关于堆这个数据结构我在【手撕数据结构】二叉树和堆这篇文章里已经详细讲解过,如果还不了解的可以去看看这篇文章

如何设置默认大小堆

这里我们提出一个叫仿函数的概念:

看看库里面的priority_queue

  • 其实仿函数就是一个类,和容器适配器差不多,仿函数仿在哪里,我们知道函数调用都是通过()来标记这是一个函数,所以这个类里面就重载了()运算符

注意:

1.提供Greater(大于)是小根堆

2.提供Less(小于) 是大根堆

底层实现

仿函数的使用

cpp 复制代码
	template<class T, class Contain = vector<T>, class Compare = Less<T>>
	class Priority_queue
	{
		Compare com; 
  • 定义一个仿函数对象com
cpp 复制代码
if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1]))

 - 这里就是使用对象的运算符重载()达到大小相比

向上调整算法

  • 这个原理我也在以前的文章中讲过,这里就不再详细讲解了,请往上面的链接去看
cpp 复制代码
void AdjustUp(int child)
{
	int parent = (child - 1) / 2;
	while (child > 0)	//测试一下
	{
		if (com(_con[parent], _con[child]))
		{
			swap(_con[parent], _con[child]);
			child = parent;
			parent = (child - 1) / 2;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}

向下调整算法

cpp 复制代码
	void AdjustDown(int parent)
	{
		int child = 2 * parent + 1;
		while (child < _con.size())
		{
			if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1]))
			{
				child++;
			}
			if (com(_con[parent], _con[child]))
			{
				swap(_con[parent], _con[child]);
				parent = child;
				child = 2 * parent + 1;
			}
			else
			{
				break;
			}
		}
	}

其他接口

cpp 复制代码
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
			AdjustUp(_con.size() - 1);
		}
		void pop()
		{
			swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
			_con.pop_back();
			AdjustDown(0);
		}
		const T& top()
		{
			return _con[0];
		}
		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}
		int size()
		{
			return _con.size();
		}
		
  • 根据复用vector这个容器适配器接口就行, pop是堆的删除所以是删除堆顶,然后重新调整堆的特征结构
  • 插入从最后插入,也是要调整结构。
  • 具体原理图解看以前的文章,前面我已经给了链接。

end

感谢大家的阅读,希望对你们有帮助

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