[C++STL教程]7.priority_queue优先队列入门学习!零基础都能听懂的教程
不知不觉C++STL教程系列已经第7期了。之前我们介绍过:vector
, queue
, stack
, set
, map
等等数据结构。
今天我们来学习一个新的stl容器:priority_queue
优先队列。
作者:Eriktse
简介:19岁,211计算机在读,现役ACM银牌选手力争以通俗易懂的方式讲解算法!️欢迎关注我,一起交流C++/Python算法。(优质好文持续更新中……)
个人博客:www.eriktse.com
priority_queue介绍
priority_queue
是STL中的一个重要容器,它类似于普通的队列,支持弹出堆顶元素和插入元素的操作,但是有一个很大的不同:队列中元素按照优先级参数排序,最小(或者最大)元素总是在队列的前端,并且会在每次出队的时候被删除。
priority_queue
拥有两种不同的方式:一种是按照大顶堆(max heap
)方式排序,另一种是按照小顶堆(min heap
)方式排序。STL提供了基于容器改编的priority_queue
,因此可以在传递给priority_queue
的容器中,支持不同类型的元素。
初始化
在使用priority_queue
之前需要引入头文件#include <priority_queue>
。
用以下代码初始化一个空的priority_queue
。
priority_queue<int> pq;//默认为大根堆
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > pq2;//修改为小根堆
可以用适当类型的对象初始化一个优先级队列:
string wrds[] { "one", "two", "three", "four"};
priority_queue<string> words {start(wrds), end(wrds)}; // "two" "three" "one" "four"
如果是存放结构体,且要自定义比较函数,可以用仿函数
,就是用写一个结构体,然后重载()
运算符。
struct Node
{
int a, b;
};//声明Node结构体
struct cmp
{
bool operator () (const Node &u, const Node &v)const
{
return u.a < v.a;
}
};
priority_queue<Node, vector<Node>, cmp> pq_Node;
常用操作函数
priority_queue
仅维护一个顶部。
插入元素
push()
方法:用于将一个新元素添加到堆中。
pq1.push(1);//将元素1插入到pq1中。
获取堆顶元素
top()
方法:获取堆顶的元素,但是不会自动弹出,如果需要弹出请再加一个pop()
。
注意当堆为空时,不允许获取堆顶元素,或弹出堆顶元素,需要判断堆非空才能对堆顶操作。
获取堆内元素个数
size()
方法:返回一个非负整数,表示堆内元素个数。
当size() == 0
时,表示堆为空。
判断堆是否为空
empty()
方法:返回一个bool值,表示堆是否为空。
cout << pq.empty() << '\n';//true
pq.push(1);
cout << pq.empty() << '\n';//false
弹出元素
pop()
方法:函数用于从堆中弹出当前最大值,并删除该元素。
pq.pop();//将pq中的堆顶元素弹出。
举个例子
#include <iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
// 以下是字符常量
priority_queue <char> pq;
pq.push('C');
pq.push('Q');
pq.push('T');
pq.push('A');
// 打印队列
cout << "队列中的元素为:" << endl;
while (!pq.empty())
{
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();//弹出
}
cout << endl;
// 整型变量
priority_queue <int> pq1;
pq1.push(30);
pq1.push(100);
pq1.push(25);
pq1.push(15);
// 打印队列
cout << "队列中的元素为:" << endl;
while (!pq1.empty()) {
cout << pq1.top() << " ";
pq1.pop();
}
cout << endl;
// 浮点常量
priority_queue <float> pq2;
pq2.push(2.5);
pq2.push(1.6);
pq2.push(103.5);
pq2.push(17.1);
// 打印队列
cout << "队列中的元素为:" << endl;
while (!pq2.empty()) {
cout << pq2.top() << " ";
pq2.pop();
}
cout << endl;
return 0;
}
总结
priority_queue
的常用操作方法总结:
1、push()
方法:向优先队列中插入元素,插入的元素的优先级由其权值决定。
2、pop()
方法:从优先队列中弹出最小的元素,将其从队列中删除。
3、top()
方法:获取队列中最小的元素,不会将其从队列中删除。
4、empty()
方法:判断队列是否为空,为空返回true,不为空返回false。
5、size()
方法:获取队列中元素的个数。
总的来说,priority_queue
是一种非常有用的容器,它支持不同类型元素的存储和优先级高低排序,对于简单的任务操作,配合几个函数即可实现,而且还可以自定义比较函数改变默认的排序方式。
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