如何在 C++ 中正确使用优先级队列

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何在 C++ 中正确使用优先级队列

【英文标题】：How to properly use priority queues in C++

【发布时间】：2014-11-15 04:16:35

【问题描述】：

对于我的数据结构类中的分配，我想为所谓的背包问题实现分支定界方法。问题本身不是问题，但如果您不知道这是问题所在，则问题涉及找到包含最大利润的项目集，前提是项目的总重量不超过变量 W。有关该问题的更多信息已评论在代码中。我的问题是，当尝试使用推送功能将节点插入优先级队列时，它给了我一些看起来像这样的错误消息

no matching function for call to ‘std::priority_queue<int>::push(node&)’

我过去使用过队列，但没有使用过优先级队列，而且我已经对如何在 C++ 中使用它们进行了大量研究。但是，似乎没有什么对我有用。如果有人能指出我在使用优先级队列方面做错了什么，我将不胜感激。 这是我的代码，请注意所有函数都在一个名为 knapsack3.cpp 的文件中：

主函数

 /*Let n items be given, where each item has a weight and a profit. The weights
and profits as positive integers. Furthermore, let a positive interger W be given. 
Determine a set of items with the maximum total profit, under the condition that 
the sum of their weights cannot exceed W. */ 

//Preprocessor Directives 
#include <stdio.h>
#include <queue>
#include <iostream>    

//node data structure 
struct node  int level; int profit; int weight; float bound; ; 
using namespace std; 

//function protocol 
void knapsack3(int n, int p[], int w[], int W, int* maxprofit);
float bound(int n, int p[], int w[], int W, node u); 

//declare arrays 
int p[5]; //holds profit values for 5 items 
int w[5]; //hold weight values for 5 items 

int main()  
//declare variables 
int n = 5; int i; int W = 13; int maxprofit = 0; 
//enter values for profit and weight in a way that each of which is sorted in
//decreasing order according to the values of p[i]/w[i] 
printf("Enter Profits\n"); 
for(i=0; i<n; i++)
    scanf("%d", &p[i]);
printf("Enter Weights\n");
for(i=0; i<n; i++)
    scanf("%d", &w[i]);

std::queue<int> PQ;
knapsack3(n, p, w, W, &maxprofit); 
//print value for maxprofit 
printf("%d\n", maxprofit);  

背包功能

//function that finds the maxprofit that is the sum of the profits of an optimal set.
void knapsack3(int n, int p[], int w[], int W, int* maxprofit)

//initialize priority queue PQ
priority_queue<int>PQ;
//initialize nodes u and v
node u, v;

//initialize PQ to be empty 
v.level = 0; v.profit = 0; v.weight = 0;
maxprofit = 0;
//initialize v to be the root
v.bound = bound(n, p, w, W, v);
PQ.push(v);

//remove node with best bound
while(!empty(PQ))
    PQ.pop();

    //check if node is still promising
    if(v.bound > maxprofit)
        u.level = v.level + 1;
        //set node u to the child node that includes the next item
        u.weight = v.weight + w[u.level];   
        u.profit = v.profit + p[u.level];

        if(u.weight <= W && u.profit > maxprofit)
            maxprofit = u.profit;
        u.bound = bound(n, p, w, W, u);
        if(u.bound > maxprofit)
            PQ.push(u);
        //set node u to the child node that does not include the next item
        u.weight = v.weight;
        u.profit = v.profit;
        u.bound = bound(n, p, w, W, u);
        if(u.bound > maxprofit)
            PQ.push(u);
        
    

绑定函数

//function that returns the bound of a node
float bound(int n, int p[], int w[], int W, node u)

int j, k;
int totalweight;
float result;
if(u.weight >=W)
    return 0;
else
    result = u.profit;
    j = u.level + 1;
    totalweight + u.weight;
    while(j<=n && totalweight + w[j] <= W)
        totalweight = totalweight + w[j];
        result = result p[j];
        j++;
    
    k=j;
    if(k<=n)
        result = result + (W-totalweight) * p[k]/w[k];
    return result;
    

【问题讨论】：

好的，所以我将优先级队列从 priority_queue 更改为 priority_queue，现在我遇到了分段错误。我知道它与优先级队列有关，很可能是它的功能之一（推送、弹出、空）。有谁知道从优先队列中插入和删除项目的正确方法？我最初认为应该是入队和出队，但人们倾向于使用推送和弹出功能。

【参考方案1】：

您正试图将struct node 推送到为int 键入的队列中。尝试将您的 PQ 类型更改为 priority_queue<node>