C++ 初阶优先级队列(Priority_Queue)底层框架模拟实现

Posted 2021-12-31 SuchABigBug

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C++ 初阶优先级队列(Priority_Queue)底层框架模拟实现相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、priority_queue介绍

👉 cplusplus官网 : priority_queue的说明

优先级队列和普通的队列不是一个概念，普通的queue遵守先进先出的规则，而优先级队列遵守优先级最高的先出，本质上就是堆排

二、priority_queue使用

我们给上一组数据，调用top函数进行打印输出发现最大值优先输出，默认降序

如果要排成升序呢？

官网提供了模版参数，我们发现这里传的不是类型而是对象，如果要排升序通过传greater，默认是less

三、模拟实现

我们在实现前需要注意，模版是不支持分离编译的，因此我们在hpp里面进行声明和定义

首先默认创建一个大堆，这里就不再赘述概念，可以参考下面的链接
👉 堆排详细说明

 //大堆
    template<class T, class Container = vector<T>, class Compare = Less<T>  >
    class priority_queue
    public:
            void push(const T& x)
            _con.push_back(x);
            AdjustUp(_con.size() - 1); //向上调整保持大堆状态
        	

	        void pop()
            swap(_con[0], _con[_con.size()-1]);	//头尾交换，向下调整
            _con.pop_back();
            AdjustDown(0);
   			
  	private:
        Container _con;

下面是向上和向下调整函数实现，注意默认的是Less类模版

void AdjustUp(size_t child)
	size_t parent = (child-1)/2;
	while(child > 0)
		if(_con[child] > _con[parent])
			swap((_con[child] > _con[parent]);
			child = parent;
			parent = (child-1)/2;
		else
			break;
		
	


void AdjustDown(size_t parent)
	int child = parent*2 + 1;
	while(child < _con.size())
		if(child < _con.size() && _con[child] < _con[child+1] )
			child++;
		
		if(_con[parent] < _con[child])
			swap(_con[parent], _con[child] );
			parent = child;
			child = parent * 2 + 1;
		else
			break;

这里在构造函数的时候就需要建堆了

//默认构造,不用写什么，会自动调用构造函数
priority_queue()

//带参构造
template<class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
    //数据插入
    while(first != last)
        _con.push_back(*first);
        ++first;
    
    
    //建堆
    for(int i= (_con.size()-1-1) / 2 ; i >= 0; --i) // size()-1 是最后一个数据的下标，父亲的话再-1 ，除2
        AdjustDown(i);

最后我们考虑一个问题：
解决完大堆的实现后，如果在不修改符号的情况下变小堆呢？
所以就有了仿函数的概念

//仿函数/函数对象，可以像函数一样去使用

//建大堆，排升序
class Less
public:
    bool operator()(const T& x, const T& y)
        return x < y;
    
;
//建小堆，排降序
template<class T>
class Greater
public:
    bool operator()(const T& x, const T& y)
        return x > y;
    
;